Цитологическое исследование алгоритм. Цитологическая диагностика злокачественных новообразований. Что выявляют во время данного анализа

От наследственных (генетических) болезней тяжело страдают не только жертвы этих болезней, но и их семьи. Родителей иногда мучает чувство вины, что толкает их к алкоголю, наркотикам и доводит до развода. Уход за больным ребенком поглощает время, энергию и средства, порой лишая других детей нормальной домашней обстановки.

Вместе с тем с помощью генетических методов можно определить, насколько велик риск рождения больного ребенка. Известно несколько методов изучения наследственности человека.

Генетический метод

Основой данного метода является изучение родословной той или иной семьи. Этот метод помогает установить закономерности наследования разнообразных признаков человека как нормальных, так и тех, что связаны с наследственными болезнями.

Близнецовый метод

Известно, что различия между разнояйцовыми близнецами обусловлены генотипом, а между однояйцовыми - факторами среды. Поэтому благодаря исследованиям близнецов можно установить влияние среды и наследственности на развитие различных признаков, в том числе и болезней. Например, корью болеют как однояйцовые, так и разнояйцовые близнецы, что подтверждает зависимость болезни от факторов среды, от попадания в организм возбудителя болезни.

Заболевание дифтерией или туберкулезом вызывается их возбудителями, но в риске заболевания этими болезнями играет роль генотип. И, если заболел этой болезнью один из однояйцовых близнецов, вполне вероятно, что заболеет и другой.

Цитологический метод

Цитологический метод - основан на микроскопическом исследовании структуры хромосом у здоровых и больных людей. Аномальное число половых хромосом (больше или меньше 46) возникает в тех случаях, когда нарушается расхождение хромосом в мейозе и в гаметы попадает на одну хромосому больше или меньше (синдром Дауна, синдром Шерешевского-Тернера и др.).

Биохимический метод

Биохимический метод основан на исследовании биохимических процессов, протекающих в организме, называемых метаболизмом (обмен веществ). Известно много наследственных болезней, связанных с нарушением метаболизма (врожденных нарушений), среди которых - альбинизм.

Использование описанных методов в генетике и медицине позволяет вовремя определить те или иные нарушения, происходящие в организме на клеточном уровне. Так, анализ крови позволяет определить такие генетические аномалии, как болезнь Тея-Сакса, серповидноклеточная анемия, гемофилия, кистозный фиброз, вызываемые теми или иными генными нарушениями (мутациями).

Другие генетические аномалии обусловливаются не наличием мутационных генов, а нарушением поведения хромосом во время мейоза (синдром Дауна), а именно: нерасхождение 21-й или 22-й пары хромосом при мейозе. Индивидуумов с такой болезнью отличает ряд характерных признаков: умственная отсталость, наличие кожной складки у угла глаз, коренастое телосложение и жизнерадостность.

В настоящее время генетика и медицина располагают методикой, позволяющей обнаруживать аномальное число хромосом у плода на 16-й неделе беременности. Для этого берут пробу околоплодной жидкости путем пункции плодного пузыря, исследуют ее клетки и определяют, нет ли в них хромосомных аномалий.

Недавно ряду исследователей удалось добиться снижения частоты некоторых наследственных заболеваний у лабораторных животных. Это позволяет надеяться, что со временем можно будет обнаруживать и лечить некоторые генетические болезни человека еще на стадии плода.

Цитологический метод основан на микроскопическом изучении и оценке клеточного материала, полученного различным способом из патологического очага.

Цитологический метод - это ветвь онкоморфологии. Он ни в коем случае не должен противопоставляться гистологическому.

Достоинства и преимущества цитологического метода:

абсолютная безвредность;
быстрота (в условиях оборудования рабочего места цитолога в пределах операционного блока срочное цитологическое исследование может быть выполнено в течение 10 мин). Современная методика Diff-Quic позволяет окрасить мазки в течение 15 с, но после срочного микроскопического исследования препараты необходимо докрасить по Паппенгейму, только тогда они пригодны для хранения в архиве, т. е. имеют документальное значение;
относительная простота и доступность метода (цитологическое исследование не требует очень больших материальных затрат, дорогих реактивов, инструментария и оборудования);
возможность применения многократных цитологических исследований, что особенно важно как для оценки динамики морфологических изменений в течение заболевания, так и для определения терапевтического эффекта проводимого лечения;
небольшое количество адекватного материала для микроскопического изучения.

Цель рассматриваемого исследования - установить правильный диагноз, сэкономить время, избежать хирургического вмешательства при выполнении биопсии и волнений больного, не задержав при этом начала лечения.

Диагностическое цитологическое исследование сходно с гистологическим исследованием биопсийного материала:

общей целью (прижизненное распознавание патологического процесса);
объектом исследования (клеточный и неклеточный компонент патологического процесса);
принципами окраски.

Вместе с тем при приготовлении мазка неизбежно нарушаются пространственные взаимоотношения структурных элементов ткани, что существенно ограничивает диагностические возможности цитологического метода и делает гистологический метод более информативным в определении нозологии опухоли и абсолютным в установлении ее инвазивности.

Цитологическое исследование предпочтительнее в тех случаях, когда биопсия кусочка ткани и гистологическое исследование невозможны или крайне нежелательны (при подозрении на меланому), при необходимости получения быстрого результата путем микроскопии доступного материала в условиях поликлиники и, наконец, при массовых профилактических осмотрах населения.

Цитологический метод дает возможность оценить характер и степень выраженности пролиферации эпителия, выделить группу дисплазии, что позволяет более обоснованно формировать группы повышенного риска рака разных локализаций. Динамическое наблюдение за этой категорией лиц и выполнение у них морфологического контроля фактически невозможно с помощью других (тем более инвазивных) методов исследования.

Применение цитологического исследования обеспечивает диагностику злокачественных опухолей любой локализации и в любой стадии процесса. Этому в немалой степени способствует развитие эндоскопической техники, позволяющей целенаправленно получать материал для исследования из внутренних органов, ранее недоступных для морфологического анализа без оперативного вмешательства.

При распознавании рака в самых начальных стадиях цитологический метод иногда имеет преимущества по сравнению с другими диагностическими тестами. Хорошо известны случаи цитологической диагностики клинически, рентгенологически и эндоскопически «немого» рака желудка, легкого, мочевого пузыря и др.

Итак, при соответствующих способах забора материала цитологический метод позволяет:

установить истинный характер процесса;
оценить распространенность злокачественного процесса;
констатировать прорастание первичной опухоли в соседние органы и ткани;
указать на источник метастазирования при наличии адекватного материала (метастазы в кости отдифференцировать от первичных опухолей кости, метастазы в легкие - от первичного рака легкого).

Интерпретация цитологических препаратов - сложный процесс.

В результате многолетней дискуссии о специфичности злокачественных клеток было принято, что патогномоничных признаков, присущих только клетке злокачественной опухоли, нет и морфолог, в частности цитоморфолог, должен использовать в своей работе совокупность признаков атипии клетки, критически оценивая их наличие и степень выраженности. Каждый из признаков не имеет самостоятельного значения.

Общепринятые признаки злокачественности клеток:

неправильное расположение клеток в группировке, наслоение их друг на друга;
отсутствие четких клеточных границ;
сочетание внутри одного комплекса или группы клеток молодых и дегенеративно измененных клеточных элементов. Изза нарушения кровоснабжения опухоли возникают некрозы и в цитограмме появляются клетки с признаками дистрофии. В то же время опухоль характеризуется неуправляемым и весьма интенсивным размножением опухолевых элементов. Сочетание дистрофически-некротических и пролиферативно-гиперпластических процессов обусловливает появление такого рода образований;
увеличение или уменьшение размеров клеток (например, наличие мелкоклеточных и крупноклеточных форм рака легкого, гигантоклеточных и мелкоклеточных сарком);
изменение формы клеток (пойкилоцитоз);
полиморфизм клеток;
явление химической анаплазии - базофилия цитоплазмы;
изменения цитоплазмы: наличие в ней включений, появление признаков ороговения, вакуолизации разной степени выраженности;
полиморфизм ядер;
увеличение размеров ядра;
нарушение ядерно-цитоплазматического соотношения;
неравномерное распределение хроматина;
грубая структура хроматина;
гиперхромия ядер;
сочетание гипо-, нормо- и гиперхромных ядер внутри одной группировки клеток;
наличие «голых» ядер, голоядерных структур, полиморфных «голых» ядер;
увеличение размеров и количества ядрышек;
полиморфизм ядрышек;
увеличение количества митозов;
наличие патологических митозов, значительное их количество.

К постановке правильного диагноза клиницист и морфолог должны идти в сотрудничестве. Если цитолог в каждом отдельном случае должен располагать клиническими данными, то клиницисту, в свою очередь, нужно усвоить язык морфолога, его подход и требования к материалу, направленному на исследование.

При направлении материала на цитологическое исследование клиницист должен правильно и обстоятельно заполнить сопроводительный бланк, указать возраст, пол, номер амбулаторной карты или истории болезни. Очень важны для цитолога сведения об объекте исследования: локализация патологического очага (или нескольких очагов). В случае взятия материала из нескольких участков одного образования или разных образований клиницист обязан маркировать мазки и дать соответствующую информацию в бланке-направлении. В заключении цитолога также должна быть отражена маркировка мазков.

Результаты цитологического исследования в значительной мере зависят от того, насколько прицельно взят материал, каковы его количество и сохранность. Цитологический материал переносится на специально подготовленные и обработанные предметные стекла (чистые, обезжиренные, сухие) и распределяется тонким слоем. Для равномерного размещения всего полученного материала не следует ограничивать количество предметных стекол. Главное - сделать мазки максимально тонкими, а содержащиеся сгустки и плотные участки осторожно разрыхлить с помощью иглы или перенести и распределить их на нескольких предметных стеклах. Толстые мазки и мазки с большим содержанием крови очень плохо фиксируются, что негативно отражается на качестве окраски клеточного материала и резко ограничивает возможности его микроскопической интерпретации.

Если нужно в консультативных целях пересмотреть цитологические препараты, клиницист в бланке направления кратко излагает цель пересмотра, данные клинического обследования больного и указывает номера всех цитологических и гистологических исследований, выполненных у этого больного. Чтобы избежать ошибочной трактовки изменений клеток, цитологу необходима исчерпывающая информация обо всех видах проведенного лечения (хирургическое, химио-, гормоно-, физио- и лекарственная терапия) с обязательным указанием дозы и даты окончания лечения. При отсутствии таких данных выявленные в цитограмме клетки с изменениями, свойственными терапевтическому патоморфозу или пролиферативным и репаративно-регенеративным процессам, могут быть неправильно расценены цитологом как опухолевые элементы.

Формулирование цитологического заключения - сложный и кропотливый процесс. Прежде чем приступить к микроскопическому изучению цитологических препаратов каждого больного, клинический цитолог должен ознакомиться с его клиническими данными, мысленно представить нормальное строение органа или ткани, из которой взят материал, знать пределы изменчивости этой ткани при различных физиологических состояниях, доброкачественных и злокачественных опухолях. Заключение цитолога основывается на результатах исследования клеточного состава цитограммы с учетом данных клинического обследования.

В клинической цитологии выделяют 3 раздела: эксфолиативная, пункционная, эндоскопическая.

Эксфолиативная цитология основана на физиологическом «слущивании» клеток со слизистой оболочки (folium - лист, ех - отпадать). Пример эксфолиативной цитологии - это микроскопическое исследование мокроты, мочи, простатического сока, смывов различных органов, мазков из шейки матки, выделений из соска молочной железы, отпечатков из эрозированных поверхностей, ран, свищей; жидкостей из суставных и серозных полостей, спинномозговой жидкости и т.д.

В последние два десятилетия широкое распространение получил метод пункционной цитологии, он тоже имеет давнюю историю, но не в такой степени, как эксфолиативная цитология.

Примером пункционной цитологии служит материал лимфатических узлов, костного мозга, костных новообразований, щитовидной, молочной желез. Проведение пункции любого органа требует специальной подготовки и опыта. Большое значение для успешного исследования имеет выбор места прокола, количество и качество полученного клеточного материала. В настоящее время часто осуществляют прицельные пункции образований под контролем УЗИ, компьютерного томографа.

Получение материала для цитологического исследования при помощи пункций в известной мере травматично. В отношении пункционных и аспирационных биопсий до недавнего времени высказывались предположения о возможной диссеминации опухоли при этих процедурах. Сейчас общепризнанно, что имеющийся минимальный риск перекрывается огромной пользой для больных в связи с реальной возможностью точной морфологической диагностики заболевания (особенно на дооперационном этапе и в случае очень распространенного злокачественного процесса, для назначения консервативных методов лечения - лучевого, химиотерапевтического, химиолучевого).

Третий раздел клинической цитологии - эндоскопическая цитология имеет относительно недавнюю историю. Результативность цитоморфологического метода в установлении характера процесса во многом зависит от умения эндоскописта взять материал для цитологического и гистологического исследования. Следует придерживаться правила, что первую биопсию эндоскопист берет из наиболее измененного участка слизистой оболочки. Если он ошибся в выборе места биопсии, то последующие биопсии могут быть выполнены не совсем точно из-за появляющейся кровоточивости слизистой оболочки. Считается, что применение щеточки (браш-цитология) предпочтительно при эзофагеальном раке и плоском типе раннего рака желудка.

Приготовление мазков-отпечатков из биопсииного эндоскопического материала также имеет свои особенности. Цитологические препараты готовят путем нескольких легких прикосновений к предметному стеклу участков ткани, осторожно извлеченных из бранш-щипцов с помощью иглы, и «прокатывания» кусочка по предметному стеклу. Необходимо следить за тем, чтобы игла и предметные стекла были сухими, щипцы не имели следов формалина, так как попадание воды и формалина резко ухудшает качество окраски мазка, а значит и его интерпретации.

Характер патологии, выявленной эндоскопистом, определяет количество материала, которое необходимо взять для морфологического исследования. При визуальной картине язвы желудка достаточно приготовить 3-5 мазков, а при подозрении на малигнизированную язву материал берут со слизистой оболочки всех краев язвы и распределяют на 10-12 предметных стеклах. Лучшей окраской мазков со слизистой оболочки желудка является гематоксилин-эозин, для идентификации участков кишечной метаплазии - муцикармин или альциановый синий.

В клинической картине язвенной болезни желудка выделяют стадии обострения, заживления и ремиссии. При обострении язвенного процесса в цитограмме превалируют элементы воспаления, а в эпителии слизистой оболочки желудка резко выражены дистрофические изменения и явления фагоцитоза. В период заживления язвы на первое место выступают изменения эпителия регенераторного порядка. По мере затухания воспалительного процесса и очищения дна язвы от некротических масс начинается регенерация слизистой оболочки желудка. С практической точки зрения важно учитывать осрбенности регенераторных разрастаний недифференцированного эпителия, чтобы исключить возможность ошибочного диагноза рака при микроскопическом исследовании как цитологического, так и гистологического материала, особенно в случаях развития дисплазии эпителия III степени. Согласно данным литературы, при изучении гастробиопсий процент ложноположительного диагноза рака колеблется от 1,5 до 10,0, а при исследовании мазков-отпечатков он несколько ниже - 1,0-6,0. Изучение эндоскопического материала с помощью цитологического и гистологического методов широко используется для дифференциальной диагностики заболеваний желудка, выявления гиперпластических, метапластических и диспластических процессов, а также для определения степени обсемененности слизистой оболочки желудка Helicobacter pylori. Уточнение формы гастрита - прерогатива гистологического метода, что выгодно отличает его от всех прочих компонентов комплексного гастрологического обследования лиц с желудочной симптоматикой.

Ранний рак желудка распознается цитологически в 92-96,5% случаев. У больных развитой формой рака желудка информативность цитологического метода колеблется в широких пределах: максимальное ее значение (95,0%) отмечено при экзофитном раке, минимальное (71,0%) - при стенозирующем. В случаях малигнизации хронической язвы и язвенного рака изучение цитологического материала позволяет достоверно чаще выявить злокачественный характер процесса (в 82,0% наблюдений против 45,0, 59,0 и 68% при использовании соответственно рентгенологического, эндоскопического и гистологического методов исследования).

Весьма целесообразно применение цитологического метода при обследовании больных с подозрением на рак легкого. В специализированных лечебных учреждениях обследование больных с локальными рентгенологическими изменениями должно включать бронхоскопию с обязательным взятием материала для цитологического и гистологического исследований, обеспечивающих диагностику рака в 82,0-85,0 % наблюдений. Более простым, но менее результативным является микроскопическое исследование спонтанно отделяемой мокроты (чувствительность методики - 20-40,0%). Лучше себя зарекомендовал способ получения индуцированной мокроты, т.е. собранной после десятиминутной ингаляции раствором фермента (чувствительность методики - 60-80,0%). Для верификации природы периферических образований легких показана трансторакальная пункция. Изучение мазков пункционного материала позволяет цитологически распознать рак и определить его гистологическую форму (соответственно в 89,0% и 93% наблюдений).

Цитологические признаки различных форм рака легкого достаточно хорошо изучены и представлены в Цитологической классификации опухолей (ВОЗ, 1982). При наличии в мазках адекватного клеточного материала цитолог может идентифицировать все разновидности рака легкого. Трудности объективного и субъективного характера могут иметь место при малочисленности и плохой сохранности опухолевых клеток, при мозаичном строении опухоли, дифференциальной диагностике низкодифференцированного эпидермоидного и аденогенного рака, распознавании бронхоальвеолярной аденокарциномы и промежуточного подтипа мелкоклеточного рака легкого.

Исследование цитологического материала, полученного при пункции новообразований молочной железы, часто сводится к выяснению вопроса о наличии или отсутствии рака, хотя диагностические возможности цитологического метода гораздо шире. Анализ цитограмм позволяет у 80-87,0% больных раком молочной железы установить злокачественный характер процесса, определить степень дифференцировки клеток опухоли, в части случаев идентифицировать особые формы рака (медуллярный, апокринный, слизистый, Педжета). При доброкачественных процессах молочной железы клеточный состав пунктата дает возможность выявить гиперпластические изменения эпителия, оценить степень их выраженности, иногда осуществить нозологическую диагностику (киста, папиллома, фиброаденома, листовидная опухоль).

Цитологический скрининг рака шейки матки признан и широко проводится во всем мире. В задачу цитолога входит диагностика воспалительных процессов, вирусных инфекций, диспластических изменений эпителия шейки матки и раннего рака шейки матки. С этой целью сотрудники цитологических лабораторий обеспечивают квалифицированное микроскопическое исследование первично взятых мазков, а также материала, полученного при углубленном обследовании и динамическом наблюдении за женщинами с выявленной патологией гениталий. Мировой опыт применения цитологического метода доказал его реальную возможность распознавать самые начальные формы рака шейки матки (cr. in situ и I стадию).

С ростом заболеваемости раком тела матки, зарегистрированным во многих странах мира, а также в Беларуси, появилась необходимость использовать цитологический метод для диагностики предрака и рака этой локализации. К предраковому состоянию эндометрия относится атипическая гиперплазия эндометрия. Цитограмма клеточной атипической гиперплазии эндометрия своеобразна: в мазках обнаруживают группы и небольшие пласты клеток эндометрия, имеющих укрупненные, умеренно полиморфные довольно светлые ядра с гомогенным тонкодисперсным хроматином и неконтурированной цитоплазмой. Для распознавания этого варианта атипической гиперплазии эндометрия цитологу необходимо целенаправленное тщательное изучение клеточного состава цитограммы сочетать с умением выявить не столь выразительные признаки атипии клеток эндометрия.

Чрезвычайно важна онконозологическая диагностика мелкоклеточных злокачественных опухолей, встречающихся преимущественно у детей и включающих неходжкинскую лимфому, нейробластому, рабдомиосаркому, саркому Юинга. Их точная дооперационная цитологическая диагностика способствует проведению гистогенетически обоснованного лечения, что позитивно влияет на прогноз заболевания. Для всех видов мелкоклеточных сарком свойствен относительно однородный клеточный состав из округлых недифференцированных бластных клеток, расположенных разрозненно, россыпями, очаговыми скоплениями, рядами и цепочками, что позволяет врачу-цитологу диагностировать злокачественную природу процесса. Распознавание гистогенеза новообразования возможно при обнаружении среди недифференцированных клеток более дифференцированных опухолевых элементов, имеющих светооптически определяемые признаки невральной, миобластной или лимфоидной дифференцировки. Обязательно учитываются данные клинического обследования больного. Следует помнить, что при неходжкинских лимфомах клеточный состав однороден, разрозненные опухолевые клетки лежат в одной плоскости препарата, имеют высокую митотическую активность. В мазках присутствуют лимфогландулярные тельца и функционально активные макрофаги.

Цитологическая картина рабдомиосаркомы характеризуется миксоидным фоном препарата и выраженным полиморфизмом опухолевых элементов с наличием двух- и многоядерных клеток.

Для цитограмм нейробластомных опухолей свойствен клеточный состав из мелких недифференцированных и дифференцирующихся нейробластов, расположенных изолированно и в тесных скоплениях с формированием псевдорозеток, очаговым присутствием нейропиля и одиночных ганглиозных клеток.

Высокая клеточность мазков, сочетание мелких «темных» и более дифференцированных клеток, лежащих муфтообразно вокруг сосудов и/или в виде розеток, цепочек, а также резко положительная PAS-реакция в клетках опухоли позволяют цитологически диагностировать саркому Юинга.

В последние годы существенно возрос интерес онкоморфологов к количественным и иммуноморфологическим методам исследования. Применение современной аппаратуры (анализаторы изображения высокого класса), компьютерных методик и специализированных математических программ дает возможность перейти от субъективных и только качественных методов диагностики к объективным и количественным методам цитоморфологического анализа. Использование методов иммуноморфологии наряду со стандартными методами цитологического и гистологического исследования позволяет существенно повысить качество уточняющей диагностики, что важно для решения задач нозологической диагностики опухолей и оценки прогноза заболевания. В клинической цитологии недалекого будущего достойное место займет телепатология, с помощью которой открываются перспективы проведения точной диагностики и квалифицированной консультации препаратов на расстоянии.

Клеточный уровень организации жизни

§ 16. История изучения клетки. Методы цитологических исследований.

История изучения клетки.

Мир клеток оставался полностью неизвестным до середины XVII в., пока люди не научились шлифовать линзы и использовать их для расширения возможностей зрения.

Одним из первых создателей микроскопа был Роберт Гук физик, метеоролог, биолог, инженер, архитектор. В 1665 г. он издал альбом рисунков под названием «макрография», в котором были представлены его наблюдения под микроскопом.

Одним из одаренных современников Гука был голландец Антони ван Левенгук, который создал 200 микроскопов собственной особой конструкции. Левенгук добился увеличения объектов в 270 раз и сделал выдающиеся открытия.

Роберт Броун в 1833 г. открыл в клетке ядро. После 1825 г. Ян Пуркинье разработал эффективные методики приготовления и окраски препаратов для микроскопической техники.

Клеточную теорию предложил для растений в 1837 г. немецкий ботаник Матиас Шлейден, а распространил на животный мир его друг, физиолог Теодор Шванн. Несколько позже ее дополнил Рудольф Вирхов, который в 1885 г. сформулировал положение «Каждая клетка происходит из клетки».

В середине XIX в. клеточная теория стала общепризнанной и основой для науки о клетке - цитологии. К концу XIX в. было открыто много компонентов клеток. Ученые описали их и дали им названия.

Но в 1945 г. цитологи впервые заглянули в клетки с помощью электронного микроскопа и увидели много неизвестных ранее структур. Итак, решающая роль в развитии цитологии принадлежит новым открытием в других науках, в частности в физике.

Методы цитологических исследований.

Основным методом является метод световой микроскопии. Он предусматривает применение светового микроскопа, но рассмотреть под световым микроскопом можно только специально приготовленные цитологические препараты.

Для приготовления препаратов цитологи используют предметные стекла и специально подготовленные объекты, которые можно рассматривать.

Чаще всего эти структуры бесцветные, поэтому их необходимо красить специальными красителями, каждый раз разными, в зависимости от того, какие структуры желательно увидеть.

Существуют два метода: метод приготовления давлений препаратов - исследуемый объект просто раздавливается в один слой между предметным и накрывным стеклом, и метод приготовления тонких срезов, состоящие из одного слоя клеток.

Для изучения живых клеток применяют метод фазово-контрастной микроскопии. Он базируется на том, что отдельные участки прозрачной клетки отличаются друг от друга по плотности и светопреломления.

Изучая живые клетки, применяют также метод флуоресцентной микроскопии. Смысл его заключается в том, что целый ряд веществ обладают способностью светиться при поглощении ими световой энергии. Например, если в флуоресцентный микроскоп рассматривать клетки растений, то на темно-синем теле будет видно красные зерна, ярко светятся, - это хлоропласты.

Существует метод, в котором используются меченые изотопы - метод авторадиографии - регистрации веществ, меченных изотопами. С помощью этого метода можно увидеть, к каким частям клетки попадают вещества, меченные радиоактивными изотопами.

Метод электронной микроскопии открыл цитолог те структуры клетки, которые имеют размеры, меньше длины световой волны. Благодаря этому методу появилась возможность рассмотреть вирусы и органеллы, на которых происходит синтез белка (рибосомы).

Цитологи могут также получать и изучать различные компоненты клеток с помощью фракционирования клеток. Клетку сначала разрушают, а затем выделяют клеточные структуры, используя специальное устройство - центрифугу.

Метод использования культуры клеток является методом длительного хранения и выращивания в специальных питательных средах клеток, тканей, небольших органов или их частей, выделенных из организма человека, животного или растения. Важным преимуществом этого метода является возможность наблюдения за жизнедеятельностью клеток с помощью микроскопа.

Значение цитологических методов в диагностике и лечении заболеваний человека.

1) Цитологические методы применяются в медицине для исследования физиологического состояния организма человека на основе изучения строения клеток. Они используются для выявления заболеваний крови, распознавания злокачественных и доброкачественных опухолей, многих заболеваний органов дыхания, пищеварения, мочевыделения, нервной системы и их лечение.

2) Стволовая клетка - это незрелая клетка, способная к самообновлению и развитию в специализированные клетки организма. Во взрослом организме стволовые клетки содержатся в основном в костном мозге и в очень небольшом количестве во всех органах и тканях. Их можно использовать для лечения многих заболеваний.

§ 17. Строение клеток прокариот и эукариот.

Единство строения клеток.

Содержание любой клетки отделен от внешней среды особой структурой - плазматической мембраной (плазмалемма). Эта обособленность позволяет создавать внутри клетки совсем особая среда, не похоже на то, что его окружает. Поэтому в клетке могут происходить те процессы, которые не происходят нигде, их называют процессами жизнедеятельности.

Внутренняя среда живой клетки, ограниченное плазматической мембраной, называется цитоплазмой. Она включает гиалоплазму (основную прозрачную вещество) и клеточные органеллы, а также различные непостоянные структуры - включения. К органелл, которые есть в любой клетке, относятся также рибосомы, на которых происходит синтез белка.

Строение клеток эукариот.

Эукариоты - это организмы, клетки которых имеют ядро. Ядро - это самая органеллы эукариотической клетки, в которой хранится и из которой переписывается наследственная информация, записанная в хромосомах. Хромосома - это молекула ДНК, интегрированная с белками. В ядре содержится ядрышко - место, где образуются другие важные органеллы, участвующих в синтезе белка - рибосомы. Но рибосомы только формируются в ядре, а работают они (т.е. синтезируют белок) в цитоплазме. Часть из них находится в цитоплазме свободно, а часть прикрепляется к мембран, образуют сетку, которая получила название эндоплазматической.

Рибосомы - немембранни органеллы.

Эндоплазматическая сеть - это сеть канальцев, ограниченных мембранами. Существует два типа: гладкая и гранулярная. На мембранах гранулярной эндоплазматической сети расположены рибосомы, поэтому в ней происходит синтез и транспортировки белков. А гладкая эндоплазматическая сеть - это место синтеза и транспортировки углеводов и липидов. На ней рибосом нет.

Для синтеза белков, углеводов и жиров необходима энергия, которую в эукариотической клетке производят «энергетические станции» клетки - митохондрии.

Митохондрии - двомембранни органеллы, в которых осуществляется процесс клеточного дыхания. На мембранах митохондрий окисляются органические соединения и накапливается химическая энергия в виде особых энергетических молекул (АТФ).

В клетке также есть место, где органические соединения могут накапливаться и откуда они могут транспортироваться, - это аппарат Гольджи, система плоских мембранных мешочков. Он участвует в транспортировке белков, липидов, углеводов. В аппарате Гольджи образуются также органеллы внутриклеточного пищеварения - лизосомы.

Лизосомы - одномембранни органеллы, характерные для клеток животных, содержат ферменты, которые могут расщеплять белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды.

В клетке могут быть органеллы, не имеющие мембранной строения, например рибосомы и цитоскелет.

Цитоскелет - это опорно-двигательная система клетки, включает микрофиламенты, реснички, жгутики, клеточный центр, который производит микротрубочки и центриоли.

Существуют органеллы, характерные только для клеток растений, - пластиды. Бывают: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза.

В клетках растений также вакуоли - продукты жизнедеятельности клетки, являющиеся резервуарами воды и растворенных в ней соединений. В эукариотических организмов относятся растения, животные и грибы.

Строение клеток прокариот.

Прокариоты - одноклеточные организмы, в клетках которых нет ядра.

Прокариотические клетки малы по размерам, сохраняют генетический материал в форме кольцевой молекулы ДНК (нуклеоидом). В прокариотических организмов относятся бактерии и цианобактерии, которые раньше называли сине-зелеными водорослями.

Если в прокариот происходит процесс аэробного дыхания, то для этого используются специальные выпячивание плазматической мембраны - мезосомы. Если бактерии фотосинтезирующие, то процесс фотосинтеза происходит на фотосинтетических мембранах - тилакоидов.

Синтез белка в прокариот происходит на рибосомах. В прокариотических клетке мало органелл.

Гипотезы происхождения органелл эукариотических клеток.

Прокариотические клетки появились на Земле раньше, чем эукариотические.

1) симбиотические гипотеза объясняет механизм возникновения некоторых органоидов эукариотической клетки - митохондрий и фотосинтезирующих пластид.

2) Инвагинацыонная гипотеза - утверждает, что происхождение эукариотической клетки исходит из того, что предковой формы был аэробный прокариот. Органеллы в нем возникли в результате впячивания и отслоение частей оболочки с последующей функциональной специализацией в ядро, митохондрии, хлоропласты других органелл.

§ 18. Клеточные мембраны. Транспортировки веществ через мембраны. Поверхностный аппарат клетки, его функции.

Клеточные мембраны.

Биологические мембраны - это тонкие смежные структуры молекулярных размеров, расположенные на поверхности клеток и субклеточных частей, а также канальцев и пузырьков, пронизывающих протоплазму. Функция биологических мембран - регулирование транспортировки ионов, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ.

В основе любой мембраны лежит двойной слой фосфолипидов.

Однако билипидный слой - это еще не готова мембрана, а лишь ее основа. С билипидного слоем должны связаться белки, называемые мембранными белками. Именно мембранные белки определяют многие свойства мембран. Входят в состав мембран и углеводы, образуют комплексы с белками или липидами. Мембрана состоит из слоя билипидив, в котором плавают (или закреплены) белковые молекулы, образуя в нем своеобразную мозаику.

Строение мембраны соответствует ее функциям: транспортной, барьерной и рецепторной.

1) Барьерная функция. Мембрана является барьером, который предотвращает поступление в клетки различных химических веществ и других агентов.

2) Рецепторные функции. Поверхность мембраны имеет большой набор рецепторов, делающих возможными специфические реакции с различными агентами.

3) Транспортная функция. Через мембрану идет транспорт ионов и веществ.

Покрывая клетку и отделяя ее от окружающей среды, биологические мембраны обеспечивают целостность клеток и органелл. Она поддерживает неравномерное распределение ионов калия, натрия, хлора и других ионов между протоплазмой и окружающей средой.

Особенно важной мембраной в клетке является плазмалемма - поверхностная мембрана. Она выполняет барьерную, транспортную, рецепторную, сигнальную функции.

Транспортировки веществ через мембраны.

Существуют два активных процесса: экзоцитоз и эндоцитоз.

Из клетки вещества выводятся с помощью экзоцитоза - слияние внутриклеточных пузырьков с плазматической мембраной. В клетку вещества могут попадать посредством эндоцитоза. В процессе эндоцитоза плазматическая мембрана образует вогнутости и вырасти, которые потом, отслаивая, превращаются в пузырьки или вакуоли.

Различают два типа эндоцитоза:

- Пиноцитоз - поглощение жидкости и растворенных веществ с помощью небольших пузырьков;

- Фагоцитоз - поглощение крупных частиц, таких как микроорганизмы или остатки клеток.

В случае фагоцитоза образуются большие пузыри, которые называются вакуолями.

Молекулы проходят через мембраны благодаря процессам: простой диффузии, облегченной диффузии, активному транспортировке.

Простая диффузия - это пример пассивного транспортировки, проходит из зоны с большей концентрацией молекул в зону с меньшей концентрацией. Путем простой диффузии в клетку проникают неполярные (гидрофобные) вещества, растворимые в липидах, и мелкие незаряженные молекулы (например, вода). Однако большинство веществ переносится через мембрану с помощью погруженных в нее транспортных белков. Различают две формы обращения: облегченная диффузия и активное транспортировки.

Облегченная диффузия обусловлена градиентом концентрации, и молекулы движутся согласно этому градиента. Однако молекула заряжена, то на ее транспортировку влияет как градиент концентрации, так и мембранный потенциал.

Активное транспортировки - это перенос растворенных веществ против градиента концентрации с использованием энергии АТФ. Энергия необходима потому, что вещество должно двигаться, вопреки своему естественному стремлению двигаться по диффузией, в противоположном направлении. Примером может служить натрий-калиевый насос. По законам диффузии ионы Nа постоянно движутся внутрь клетки, а ионы К + - из клетки. Нарушение необходимой концентрации этих ионов влечет за-гибель клетки.

Поверхностный аппарат клетки.

Разновидность клеток прокариот и эукариот состоит из частей: поверхностного аппарата, цитоплазмы, ядерного аппарата.

Поверхностный аппарат клетки выполняет три функции, универсальные для всех видов клеток: барьерную, транспортную, рецепторную. Он может осуществлять и ряд специфических функций (например, механическая тургорного функция клеточной стенки в растительных клетках). Поверхностный аппарат клеток состоит из систем: плазматической мембраны, надмембранный комплекса и субмембранного (т.е. пидмембранного) опорно-сократительного аппарата.

Плазматическая мембрана, или плазмалемма, - это основная, универсальная для всех клеток система поверхностного аппарата. Под ней расположена субмембранна система, которая участвует в трансмембранному транспортировке и рецепции и является частью цитоплазмы.

Надмембранная структура поверхностного аппарата осуществляют взаимодействие клеток с внешней средой или с другими клетками. У клеток животных надмембранный комплекс, или гликокаликс, играет важную роль в рецепторной функции клеток. Гликокаликс состоит из углеводов, он сравнительно тонкий и эластичный.

К производным надмембранным структурам принадлежит клеточная стенка. Ее должны клетки растений, грибов и бактерий. Клеточная стенка растений содержит целлюлозу, грибов - хитин, бактерий - муреин. Она достаточно жесткая, не сжимается. Через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ. Явление плазмолиза и деплазмолиза в клетках растений.

Плазмолиз - это отделение цитоплазмы от оболочки при погружении клетки в гипертонический, т.е. концентрированные извне, раствор. Если животные клетки погрузить в гипертонический раствор, то они сжимаются. Иногда плазмолизованые клетки остаются живыми. Если погрузить такие клетки в воду, в которой концентрация солей ниже, чем в клетке, происходит деплазмолиз.

Деплазмолиз - это возвращение цитоплазмы клеток растений из состояния плазмолиза в исходное состояние.

Женское здоровье требует постоянного вмешательства узких специалистов-медиков. Когда женщина беременна, она обращается за консультацией к гинекологу; когда она рожает - на помощь приходят акушеры. При профосмотрах представительниц прекрасного пола обязательно осматривают маммологи и те же самые гинекологи. Здоровье бесценно, поэтому мы так о нем заботимся. В последнее время такое заболевание, как рак, разрушает все больше радужных надежд на прекрасное будущее. Онкология матки или молочных желез опасна тем, что на первых стадиях ее невозможно определить, если периодически не приходить на осмотры.

Наука цитология в помощь диагностике

Цитология не полностью относится к медицинским наукам. Она, скорее, больше биологическая, но имеет важное значение для диагностики различных болезней. Эта наука занимается тем, что изучает строение и основные функции живых клеток. Под микроскопом определяется весь цикл существования клетки. С самого ее возникновения до старения и смерти. Особое значение уделяется размножению живых клеток, наличию органелл, возникновению каких-либо патологических процессов в их функционировании.

Медицина активно использует наработки этой науки в своих диагностических целях. На сегодняшний день широко применяются цитологические исследования соскоба с шейки матки. Знание о структуре и строении клеток дает возможность разрабатывать инновационные технологии в лечении опасных заболеваний. Цитология стала разделом лабораторных исследований. Она не дает никаких прогнозов, а носит только описательный характер. Новым разделом стала онкоцитология - наука, которая помогает диагностировать новообразования, как только они появились.

Цитологическое исследование в гинекологии

При патологиях шейки матки или подозрениях на них проводится цитологическое исследование мазка. Перед началом и окончанием лечения гинекологических заболеваний, а также при обычном плановом медицинском осмотре мазок на цитологию является обязательным. При этом исследовании оценивается, в каком состоянии находятся клетки шейки матки и другие женские органы.

Впервые такой анализ был произведен в тридцатых годах прошлого века. А первая классификация клеток, взятых на цитологическое исследование, была опубликована в 1954 г. Она несколько раз изменялась, а настоящий ее вариант был разработан в 1988 году. Согласно этой версии, клетки шейки матки разделяются на разные классы, характеризующие степень атипичности, начиная от нормы и заканчивая инвазивным раком. Эти данные имеют большое диагностическое значение и позволяют подобрать наиболее эффективную терапию.

Исследование клеток шейки матки с помощью мазка

Мазок на цитологическое исследование берут при кольпоскопии или вагинальном осмотре. Сама процедура проводится под микроскопом. Клетки эпителия имеют свойство постоянно обновляться, то есть слущиваться. Они появляются в просвете шейки матки и во влагалище. Структура этих клеток такова, что при микроскопии можно определить как здоровые, так и атипичные элементы.

Одним из самых простых и малоинвазивных методов исследования, который не сопровождается неприятными ощущениями, является пап-тест. Эта процедура позволяет обнаружить возможность перерождения клеток шейки матки в рак.

Также при помощи этого теста можно диагностировать опухолевый процесс в других женских органах, например, в матке или яичниках. К сожалению, пап-тест не всегда бывает точным. Бывали ситуации, когда после нескольких отрицательных результатов у женщины все же обнаруживали рак шейки матки. Но, возможно, такие казусы случались из-за неправильного взятия материала. Злокачественное перерождение начинается с нижних слоев и постепенно прорастает вверх. Если же взять только поверхностный слой, то заметить можно только злокачественные изменения на заключительной стадии.

Соскоб для цитологического исследования

Материал на цитологическое исследование мазка берут при помощи щеточки и специального шпателя, которым с нажимом соскабливают клетки, расположенные слоями. Во время этой процедуры на стекло попадает много материала с шейки матки, структура которого при этом не изменяется.

Этот процесс совершенно безболезненный. Соскабливают клетки в нескольких местах и наносят их на предметное стекло. После этого препарат фиксируется специальным раствором и окрашивается красителями. Затем мазок отправляют на исследование.

Результат цитологического исследования может свидетельствовать о наличии атипичных клеток, которые бывают при сильном воспалении или раке.

Как осуществляется исследование клеток шейки матки?

Криокаутеризация - это абсолютно не опасная и безболезненная процедура. Заключается она в том, что специальным зондом замораживаются пораженные участки тканей шейки матки. Затем они отслаиваются.

Также после цитологического исследования шейки матки с помощью соскоба гинеколог может назначить такие дополнительные процедуры, как лазерная терапия и эксцизия патологического участка петлей.