Препарат 1: Комплекс Гольджи в нервных клетках спинномозгового ганглия

Фиксатор: хромовоосмиевая смесь

Краситель: осмиевая кислота

Задание.

Малое увеличение: По периферии органа видны скопления довольно крупных округлых клеток, в цитоплазме которых видны темные извитые нити.

Большое увеличение: Рассмотреть и зарисовать несколько округлых клеток. Ядро крупное бледно-серого цвета с хорошо видимым ядрышком. Вокруг светлого ядра видны темные нити комплекса Гольджи в виде клубка или корзиночки. В некоторых клетках, срезанных тангенциально, ядра не попадают в плоскость среза. В таких клетках комплекс Гольджи занимает всю цитоплазму, которая имеет зеленоватую окраску.

Зарисовать и обозначить:

1. Ядро. 2. Комплекс Гольджи. 3. Плазмолемму.

 

Препарат 2: Включения гликогена в клетках печени аксолотля.

Фиксатор: 10% формалин.

Краситель: кармин по Бесту-гематоксилин.

Задание.

Малое увеличение: На краю среза найти эпителиальный пласт, представляющий собой комплекс клеток, образующих несколько слоев. Среди этих клеток выделяются крупные клетки овальной формы розового цвета.

Большое увеличение: Рассмотреть в клетках фиолетовые ядра и розовые крупные, густо расположенные секреторные гранулы.

 

Препарат 3: Секреторные включения в одноклеточных железах кожи аксолотля.

Фиксатор: 10% формалин.

Краситель: гематоксилин-эозин.

Задание.

Малое увеличение: На краю среза найти эпителиальный пласт, представляющий собой комплекс клеток, образующих несколько слоев. Среди этих клеток выделяются крупные клетки овальной формы розового цвета.

Большое увеличение: Рассмотреть в клетках фиолетовые ядра и розовые крупные, густо расположенные секреторные гранулы.

 

Препарат 3: Жировые включения в клетках печени.

Фиксатор: хромовоосмиевая смесь.

Краситель: осмиевая кислота – сафарин.

Задание.

Малое увеличение: Найти срез, поместить его в центр поля зрения.

Большое увеличение: Рассмотреть многоугольные клетки печени, ядра, окрашенные сафранином в красный цвет, шаровидные жировые включения, окрашенные осмием в черный цвет.

Зарисовать и обозначить:

1. Ядро. 2. Различной величины капли жира в цитоплазме. 3. Плазмолемму.

 

Демонстрационные препараты.

Препарат 1: Митохондрии в эпителии кишечника аскариды.

Фиксатор: 10% формалин.

Краситель: кислый фуксин по Альтману.

Задание.

Малое увеличение: Найти срез кишечника, в нем определить пласт клеток призматической формы, окрашенных в коричневато-красный цвет.

Большое увеличение: Рассмотреть базальные части клеток, где расположены ядра в виде светлых пузырьков. Каждое ядро содержит 1-2 темно-красных ядрышка, а над ними – скопления красноватых зернышек и коротких палочек – митохондрий.

 

Препарат 2: Миофибриллы в мышечных волокнах аксолотля.

Фиксатор: 10% формалин.

Краситель: гематоксилин-эозин

Задание.

Малое увеличение: Перемещая препарат, найти в срезе розовые лентовидные тяжи – мышечные волокна.

Большое увеличение: Найти поперечно-полосатые мышечные волокна в продольном разрезе. В них рассмотреть наличие в цитоплазме большого количества тесно сближенных нитей – миофибрилл, а также несколько ядер, расположенных в цитоплазме по длине волокна. Обратить внимание, что мышечное волокно имеет симпластическое строение.

Зарисовать и обозначить:

1. Мышечное волокно. 2. Цитоплазму. 3. Миофибриллы. 4. Ядра. 5. Оболочку (сарколемму).

 

Препарат 3: Пигментные включения в коже аксолотля.

Фиксатор: 10% формалин.

Краситель: неокрашенный препарат.

Задание.

Малое увеличение: Найти клетки отросчатой формы коричневого цвета.

Большое увеличение: В центре клетки найти округлый светлый участок в том месте, где располагается неокрашеннное ядро, а цитоплазма заполнена зеленовато-коричневыми гранулами пигмента.

 

Продумайте ответ на вопрос: как это пригодится врачу общей практики. Представьте отчет преподавателю. Приступите с его разрешения к выполнению очередного задания

 

По выполнению программы занятия представьте преподавателю отчет о выполненной работе. Выясните то, что у Вас вызвало затруднения.

 

При проведении заключительной части учебного занятия

Решите тестовые задания №№ 1-8(приложение 2) и решите ситуационные задачи №1-7 (приложение 3).

Прокомментируйте результаты своей работы по решению контрольных заданий.

Выслушайте преподавателя по оценке работы учебной группы и Вас лично! Обратите внимание на объяснение преподавателем Вашей предстоящей работы на следующем занятии. Попрощайтесь с преподавателем.

 

Приложение №1

Клетка – это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурируемая система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности энергетических и метаболических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Эукариотическая клетка состоит из таких компонентов:

1. Клеточная оболочка.

2. Цитоплазма.

3. Ядро.

В свою очередь, каждый из этих трех компонентов клетки состоит из нескольких частей.

 

Клеточная оболочка образована тремя частями: снаружи располагается гликокаликс, затем идет цитоплазматическая мембрана, а под ней находится подмембранный слой опорно-сократительных структур (кортикальный слой).

 

Цитоплазма также состоит из трех частей: гиалоплазмы, органелл и включений.

По функциональному признаку органеллы делятся на 2 группы:

1. Органеллы общего значения. Содержатся во всех клетках, поскольку необходимы для их жизнедеятельности. К ним относятся: митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, центриоли, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, микротрубочки и микрофиламенты.

2. Органеллы специального значения. Есть только в тех клетках, которые выполняют специальные функции. Такими органеллами являются: миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы, жгутики, реснички, микроворсинки.

По структурному признаку все органеллы делятся на: 1) мембранные и 2) немембранные.

К мембранным органелламотносятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пероксисомы.

К немембранным органеллам относятся микротрубочки, микрофиламенты, реснички, жгутики, центриоли, рибосомы, полисомы.

 

Ядро построено из четырех компонентов: 1) ядерной оболочки, или кариолеммы, 2) ядрышка, 3) хроматина, 4) ядерного сока (кариолимфы).

 

Плазмолемма.

Плазмолемма имеет строение элементарной биологической мембраны.

Биологические мембраны – липопротеидные образования, ограничивающие клетку снаружи и формирующие некоторые органеллы, а также оболочку ядра.

Основными химическими компонентами клеточных мембран являются белки (50%), липиды (40%) и углеводы (10%)

Среди липидов мемран различают: фосфолипиды, сфинголипиды, холестерин.

Молекула фосфолипида состоит из неполярного гидрофобного двойного хвоста, состоящего из жирных кислот и полярной гидрофильной головки. В мембранах липиды образуют бислой, в котором гидрофобные концы спрятаны внутрь, а гидрофильные находятся снаружи.

Сфинголипиды в большом количестве обнаруживаются в миелиновых оболочках нервных волокон.

Холестерин придает мембранам механическую прочность.

Белки мембран разделяются на 3 класса: интегральные полуинтегральные и поверхностные.

Интегральные белки проходят через всю толщину билипидного слоя.

Полуинтегральные белки проникают только до половины, а поверхностные белки вообще не встроены в липидный бислой .

По функции выделяют: белки-ферменты, белки-рецепторы, транспортные и структурные белки.

К некоторым липидным и белковым молекулам на внешней поверхности присоединяются углеводные компоненты, образуя надмембранный комплекс – гликокаликс.

Функции гликокаликса: 1) рецепторная , 2) межклеточные взаимодействия, 3) ориентация белков в мембране, 4) пристеночное пищеварение.

Подмембранный слой образован опорно-сократительными структурами. В его состав входят актиновые филаменты, а также кератиновые филаменты, микротрубочки.

Функции подмембранного слоя: 1) поддержание формы клетки, 2) участие в эндо- и экзоцитозе, движении, секреции, 3)связывает клеточную поверхность с компонентами цитоплазмы, поддерживает их упорядоченное расположение.

 

Функции.

1. Разграничительная .

2. Барьерно-защитная.

3. Рецепторная.

4. Транспортная.

5. Участие в межклеточных взаимодействиях.

 

Межклеточные контакты.

Специализированными структурами плазмолеммы являются различные типы межклеточных контактов. Различают простые и сложные контакты. Сложные подразделяются на запирающие (плотный контакт), сцепляющие (поясок и десмосомы,фокальный контакт), коммуникационные (щелевые контакты и синапсы).

Простые контакты – сближение плазмолемм соседних клеток на расстояние 15-20 нм. При этом происходит взаимодействие слоев гликокаликса.

Сложные контакты.

Плотные контакты. Клеточные мембраны подходят друг к другу на расстояние до 5 нм и связываются друг с другом при помощи специальных белков.

Пятно десмососмы (точечные десмосомы). Скрепляют клетки в отдельных местах. Прилегающие мембраны двух клеток соединены через межклеточное пространство, в котором есть электронноплотный материал. При этом с внутренней стороны клеточных мембран двух клеток находится электронноплотная пластинка, связанная с сетью кератиновых микрофиламент, заканчивающихся или в пластинке, или идущих вдоль ее поверхности.

Адгезивные пояски. Они в виде полосы идут вблизи апикальной поверхности клеток по их периметру. Эта полоса состоит из актиновых филаментов. В межклеточном пространстве есть электронноплотный материал.

Фокальный контакт. Характерен для фибробластов. В этом случае клетка соединяется не с соседней клеткой, а с элементами внеклеточного субстрата.

Щелевые контакты – пример коммуникационных контактов. Мембраны двух клеток подходят друг к другу на расстоянии до 3 нм и образуют каналы- коннексоны. Через коннексоны между клетками осуществляется свободный обмен низкомолекулярными веществами ( витаминами, нуклеотидами, сахарами, АТФ, аминокислотами и др). Второй пример коммуникационных контактов – синапсы – контакты между нервными клетками, а также между нейроном и каким-либо иным элементом, например, нервно-мышечные, нервно-эпителиальные синапсы. Синапсы – участки контактов двух клеток, специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения.

Интердигитации – цитоплазма с цитолеммой одной клетки в виде пальца вклинивается в цитоплазму другой клетки и наоборот. Интердигитации увеличивают прочность межклеточных соединений, увеличивают площадь межклеточных взаимодействий.

 

Гиалоплазма.

Гиалоплазма – матрикс клетки, ее внутренняя среда. В электронном микроскопе – это гомогенное или тонкозернистое вещество с низкой электронной плотностью. Гиалоплазма может менять свое агрегатное состояние: переходить из золя в гель и обратно. В ней находятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, ферменты, липиды и др. в-ва.

Функции:

1. Объединение всех клеточных структур и их взаимодействие между собой.

2. Через нее осуществляется транспорт различных веществ.

3. Основное вместилище АТФ.

4. Место отложения включений.

 

Органеллы – постоянно присутствующие и обязательные для всех клеток микроструктуры, выполняющие жизненно важные функции.

 

Органеллы, участвующие в биосинтезе веществ.

 

Эндоплазматическая сеть.

Была описана К. Портером в 1945 году. В световой микроскоп не видна. Ее описание стало возможно благодаря электронному микроскопу. ЭПС – это система уплощенных мембранных мешочков – цистерн – в виде трубочек и пластинок, образующих в клетке сеть.

Различают гранулярную и агранулярную эндоплазматическую сеть. Поверхность гранулярной ЭПС покрыта рибосомами. Оба типа ЭПС находятся в непосредственной структурной взаимосвязи и функционально связаны между собой переходной зоной. Агранулярная ЭПС возникает и развивается за счет гранулярной.

В малоспециализированных клетках гЭПС представлена разрозненными цистернами. В активно синтезирующих клетках выявляются скопления ЭПС.

Функции гранулярной ЭПС:

1. Синтез белков.

2. Изолирует белки от содержимого гиалоплазмы.

3. Транспортирует белок в комплекс Гольджи.

4. Модификация белков (внутри канальцев ЭПС белок может фосфорилироваться или превращаться в гликопротеины

Функции агранулярной ЭПС:

1. Синтез липидов, полисахаридов.

2. Синтез стероидных гормонов.

3. Образование пероксисом.

4. Дезактивация ядов, гормонов, биогенных аминов, лекарств за счет деятельности специальных ферментов.

5. Депонирование ионов кальция.

Комплекс Гольджи.

Структуру, известную теперь как аппарат Гольджи, впервые обнаружил в клетках в 1989 году Камилло Гольджи. Выявляют комплекс Гольджи осмированием или серебрением его мембран.

В световой микроскоп комплекс Гольджи имеет вид нежной сеточки или корзиночки вокруг ядра.

В электронный микроскоп он представлен стопкой мембранных структур. Ряд отдельных стопок называется диктиосомой. В клетке может быть несколько диктиосом, связанными друг с другом анастомозирующими трубочками. Каждая диктиосома состоит из 5-10 уплощенных и слегка изогнутых цистерн, разделенных гиалоплазмой. В центре диктиосомы мембраны сближены до 25 нм, а на периферии имеют расширения, ампулы, ширина которых непостоянна. С цистернами связана система пузырьков . В диктиосоме различают проксимальную -ЦИС-сторону, обращенную к ядру, и дистальную –ТРАНС-сторону, обращенную к поверхности клетки. С ЦИС-стороны происходит присоединение пузырьков, отделяющихся от переходной зоны ЭПС и содержащих синтезированный белок. С ТРАНС-стороны отделяются секреторные пузырьки и лизосомы. Между ЦИС- и ТРАНС-частями находится промежуточный компартмент с определенным набором ферментов.

Функции:

1. Дозревание,сегрегация и накопление продуктов, синтезированных в ЭПС.

2. Синтез полисахаридов и превращение простых белков в гликопротеины.

3. Формирование секреторных гранул и выделение их из клетки.

4. Образование первичных лизосом.

 

Рибосомы.

В световой микроскоп не видны.

Состоят из большой и малой субъединиц, содержащих различные типы рибосомальных РНК и белка. Эти субъединицы могут соединяться вместе, при этом между ними располагается молекула информационной РНК. Размеры функционирующей рибосомы 25х20х20 нм. Малая субъединица изогнута в виде телефонной трубки. Она связывает РНК. Большая катализирует образование пептидных связей между аминокислотами в белковой молекуле и по форме напоминает ковш.

Рибосомы могут быть свободными ( единичные и олисом) и связ) и связанные с мембранами ЭПС. Свободные рибосомы и полисомы синтезируют белок для самой клетки, а связанные – на нужды всего организма.С выраженностью рибосом связана способность цитоплазмы окрашиваться основными красителями.

Функция:

1. Элементарные аппараты синтеза белка.

 

Органеллы, участвующие в энергопроизводстве.

Митохондрии.

Термин «митохондрия» был введен в 1897 году Бенда. Окрашиваются кислым фуксином.

В световой микроскоп имеют вид нитей, палочек, зерен.

Ультрамикроскопическое строение. Форма митохондрий может быть овальной, округлой, вытянутой и даже разветвленной, но преобладает овально-вытянутая. Митохондрии ограничены двумя мембранами – внешней и внутренней, разделенных межмембранным пространством.

Внешняя мембрана отделяет митохондрию от гиалоплазмы и проницаема для многих мелких молекул.

Внутренняя мембрана ограничивает внутреннюю среду и образует многочисленные впячивания внутрь – кристы.

Каждая митохондрия наполнена тонкозернистым матриксом, содержащим тонкие нити (молекулы ДНК) и гранулы (митохондриальные рибосомы).

В матриксе митохондрий находится автономная система митохондриального белкового синтеза. Здесь происходит образование рибосом, отличных от рибосом цитоплазмы. Такие рибосомы участвуют в синтезе митохондриальных белков, не кодируемых ядром. Но эта система белкового синтеза не обеспечивает всех функций митохондрий, поэтому автономию митохондрий можно считать ограниченной.

Основной функцией митохондрий является синтез АТФ.

Начальные этапы синтеза АТФ протекают в гиалоплазме путем первичного окисления субстратов (например, сахаров) до пировиноградной кислоты (пирувата) с одновременным синтезом небольшого количества АТФ. Эти процессы совершаются в отсутствии кислорода (анаэробное окисление). Последующие же этапы выработки энергии (аэробное окисление и синтез основной массы АТФ) осуществляются с потреблением кислорода и локализуются внутри митохондрий.

Функция:

1.Обеспечение клетки энергией в виде АТФ. Образующаяся в митохондриях АТФ является единственной формой энергии, которая используется клеткой для выполнения различных процессов.

 

 

Органеллы, участвующие во внутриклеточном пищеварении, защитных и обезвреживающих реакциях (агранулярная эндоплазматическая сеть, лизосомы, пероксисомы).

Лизосомы.

Были открыты в 1949 году де Дювом.

Их видимость в световой микроскоп находится на границе его разрешающейся способности. Выявляются центрифугированием.

В электронный микроскоп – мембранные пузырьки, наполненные гидролитическими ферментами (нуклеазами, протеазами, фосфатазами и др). Маркерным ферментом для лизосом является кислая фосфатаза.Различают следующие типы лизосом:

1. Первичные лизосомы - пузырьки, наполненные ферментами, отделившиеся от ТРАНС-части комплекса Гольджи.

2. Вторичные лизосомы – образуются при слиянии первичных лизосом с фагоцитарными или пиноцитозными вакуолями, образуя фаголизосомы (гетерофагосомы).

3. Аутофагосомы образуются при слиянии первичных лизосом с погибающими и старыми органеллами.

4. Остаточные тельца (телолизосомы)- формируются в том случае, если процесс расщепления идет не до конца.

5. Эндосома – мембранная внутриклеточна органелла, один из типов везикул, образующаяся при слиянии и созревании эндоцитозных пузырьков. Зрелые эндосомы представляют собой образования размером 300-400 нм. С помощью современных электронно-микроскопических и иммуногистохимических методов было выделено 4 типа эндосом: первичные эндосомы, рециркулирующие эндосомы, мультивезикулярные тельца и конечные эндосомы. Согласно одной из гипотез, эти формы эндосом являются различными последовательными стадиями в ряду созревания эндосом. Первичные эндосомы представлены трубчатыми и вакуолеобразными структурами. В первых накапливаются рецепторы, а во вторых – лиганды. Рециркулирующие эндосомы имеют трубчатую структуру, располагаются вблизи комплекса Гольджи и клеточного ядра. Вакуолеобразные структуры первичных эндосом, содержащих лиганды направляются вдоль микротрубочек в направлении к комплексу Гольджи. Внутри образуются многочисленные пузырьки, имеющие собственную оболочку – образуются мультивезикулярные тельца. При транспорте особыми пузырьками гидролазных ферментов из комплекса Гольджи в мультивезикулярные пузырьки образуются конечные эндосомы.

6. Протеосома – белковый комплекс, осуществляющий разрушение белков в конце их жизненного цикла. В эукариотических клетках протеосома содержится и в ядре и в цитоплазме клеток. В ее состав входит белок убиквитин. Деградации белка предшествует присоединение к нему «цепочки» молекул пептида убиквитина. Полиубиквитиновая цепочка навешивается в строго определенный момент и является сигналом, свидетельствующим о том, что данный белок подлежит деградации. Таким образом, процесс внутриклеточного протеолиза жестко регулируется и чрезвычайно важенг для множества клеточных функций.

Функции лизосом:

1. Внутриклеточное пищеварение

2. Участие в фагоцитозе.

3. Участие в митозе – разрушении ядерной оболочки.

4. Участие во внутриклеточной регенерации.

5. Участие в аутолизе – саморазрушении клетки после ее гибели.

 

Пероксисомы.

Напоминают лизосомы. Содержат до 15 ферментов, участвующих в разрушении эндогенных перекисей (пероксидазу, каталазу и др.)

В электронный микроскоп – овальные тельца, ограниченные мембраной (1,5 мкм) . Наполнены гранулярным матриксом, в центре которого – кристаллоподобная сердцевина, состоящая из фибрилл и трубочек.

Образуются пероксисомы путем отщепления от гладкой ЭПС.

Функции:

1. Органеллы утилизации кислорода . В результате в них образуется сильный окислитель – перекись водорода.

2. При помощи фермента каталазы расщепляют избыток перекиси водорода.

 

Органеллы, участвующие в процессах выведения веществ из клетки (комплекс Гольджи, органоиды цитоскелета).

 

Цитоскелет.

К элементам цитоскелета относят микротрубочки, промежуточные филаменты, микрофиламенты. Цитоскелет придает клетке определенную форму и выполняет множество других функций ( например, подвижность клетки, внутриклеточный транспорт).

 

Микротрубочки.

Микротрубочки – это прямые длинные полые цилиндры. Их внешний диаметр составляет около 24 нм, внутренний – 15 нм, толщина стенки – 5 нм.

Стенка микротрубочек построена из 13 периферических нитей. Каждая нить образована глобулярным белком тубулином. На поперечном сечении микротрубочек видно, что их стенка состоит из 13 глобулярных субъединиц, выстроенных в виде однослойного кольца. Иногда от стенок отходят выступы, образующие связи с соседними микротрубочками (как, например, в ресничках, жгутиках). Растут микротрубочки с одного конца, путем добавления тубулиновых субъединиц. В длину могут достигать нескольких микрометров. Действием колхицина можно вызвать деполимеризацию тубулина. Микротрубочки при этом исчезают, а клетка изменяет свою форму и способность к делению.

Функции:

1. Выполняют роль цитоскелета.

2. Участвуют в транспорте веществ и органелл в клетке.

3. Участвуют в образовании веретена деления и обеспечивают расхождение хромосом в митозе.

4. Входят в состав ресничек, жгутиков, центриолей.

 

Микрофиламенты.

Микрофиламенты- это нити, толщиной 5-7 нм. Встречаются практически во всех типах клеток. Располагаются в кортикальном слое цитоплазмы пучками или слоями. Состоят из сократительных белков: актина, миозина, тропомиозина, - актинина.

Функции:

1. Внутриклеточный сократительный аппарат, обеспечивающий амебоидные передвижения клетки и большинство внутриклеточных движений : токи цитоплазмы, движение вакуолей, митохондрий, деление клетки.

2. Играют большую роль в структурировании цитоплазмы, соединяясь с рядом стабилизирующих белков, образуя временные или постоянные пучки.