Метод исследования цитологии. Методы цитологических исследований. Показания к проведению

10808 0

Цитологический метод, основанный на микроскопическом изучении и оценке клеточного материала, полученного различным способом из патологического очага, является ветвью онкоморфологии.

Цель цитологического исследования - установить правильный диагноз злокачественных опухолей любой локализации и в любой стадии процесса.

При этом удается сэкономить время, избежать хирургического вмешательства для выполнения биопсии и не задержать начала лечения.

Достоинства и преимущества цитологического метода:

Абсолютная безвредность;
быстрота (исследование может быть выполнено в течение 10 мин);
относительная простота и доступность (не требуется дорогих реактивов и оборудования), метод осуществим на амбулаторном этапе обследования;

Возможность применения многократных исследований, что особенно важно для мониторинга морфологических изменений в процессе лечения и оценки его эффекта;
небольшое количество адекватного материала для изучения;
возможность распознавания рака в самых начальных стадиях (цитологическая диагностика клинически, рентгенологически и эндоскопически «немого» рака);

Является методом выбора в случаях, когда биопсия ткани и гистологическое исследование невозможны или крайне нежелательны (подозрение на меланому);
позволяет по степени выраженности пролиферации эпителия выделить группу дисплазии, обоснованно формировать группы повышенного риска рака разных локализаций и вести динамическое наблюдение за этой категорией лиц;
позволяет отдифференцировать метастазы от первичных опухолей и в ряде случаев указать на источник метастазирования.

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

Интерпретация цитологических препаратов - сложный процесс. Как известно, патогномоничных цитоморфологических признаков, присущих только злокачественной клетке и позволяющих абсолютно отличать ее от неопухолевой клетки, нет.

В настоящее время учитывается до 180 различных цитоморфологических признаков опухоли. Основными являются: отсутствие четких клеточных границ; увеличение или уменьшение размеров и формы клеток (пойкилоцитоз); увеличение ядерно-цитоплазматического соотношения; полиморфизм и гиперхромия ядер; наличие «голых» ядер и голоядерных структур; увеличение размеров и количества ядрышек; изменение структуры и распределения хроматина; наличие увеличенного количества патологических митозов и др. Поэтому цитоморфолог использует в своей работе совокупность признаков атипии клетки, каждый из которых не имеет существенного самостоятельного значения.

Могут быть также изучены функциональные особенности опухолевых клеток цитохимическими реакциями по тем или иным продуктам их жизнедеятельности (кератин, слизь, слизеподобные вещества, меланин, липиды, гемосидерин, некоторые ферменты, свойственные исходной ткани). Их присутствие придает характерные особенности такой клетке и может быть решающим при определении тканевой природы и гистологического варианта опухоли.

Так, например, присутствие слизи в цитоплазме опухолевой клетки говорит в пользу слизеобразующего рака, наличие зерен меланина - заподозрить меланому ; светлая цитоплазма, содержащая гликоген и липиды и центрально расположенное ядер с крупным ядрышком - основание диагностировать гипернефроидный рак и т.д.

Формулирование цитологического заключения - сложный и кропотливый процесс. Заключение цитолога основывается на результатах исследования клеточного состава с обязательным учетом данных клинического обследования.

Поэтому при направлении материала на цитологическое исследование клиницист должен правильно и обстоятельно заполнить сопроводительный бланк (указать возраст, пол, номер амбулаторной карты или истории болезни, характеристику и локализацию патологического очага). Чтобы избежать ошибочной трактовки изменений клеток, свойственных терапевтическому патоморфозу, цитологу необходима исчерпывающая информация обо всех видах проведенного лечения с обязательным указанием даты его окончания.

В зависимости от метода получения материала для цитологического исследования клиническая цитология разделяется на три больших раздела: эксфолиатив-ная, или цитология спущенных материалов, пункционная и эндоскопическая.

Эксфолиативная цитология (folium - лист, ех - отпадать) - основана на физиологическом «слущивании» клеток с тканевой поверхности (мокрота, желудочный сок, моча, выделения из соска молочной железы, влагалища, прямой кишки, смывы из полых органов, мазки-отпечатки из эрозированных поверхностей, ран, свищей; жидкостей из серозных полостей и т.д.).

Из полых органов материал может быть получен с помощью смывов физиологическим раствором или растворами ферментов (трипсин, химотрипсин и др.), которые усиливают эксфолиацию опухолевых клеток. Мазки для цитологического исследования могут быть получены также путем отпечатков или соскоба с поверхности тканей при помощи шпателя, ватного тампона, специальных щеток и других приспособлений.

Неэксфолиативная (аслирационная, пункционная) цитология - исследование клеток из опухолевых образований, аспирированных при пункции иглой. Для пункционной цитологии используется материал лимфатических узлов, костного мозга, костных новообразований, щитовидной и молочной желез, периферических опухолей легкого и т.д. С помощью пункции может быть также получен материал из замкнутых полостей.

Это экссудаты и транссудаты (плевральная, асцитическая, перикардиальная, спинномозговая, синовиальная жидкости), а также содержимое кистозных образований. При эвакуации большого количества жидкости и/или при получении материала с помощью методики смывов целесообразно использовать метод концентрации клеток. Для этого весь объем эвакуированной жидкости отстаивается, нижний ее слой центрифугируется и из обогащенного клетками осадка готовятся мазки.

В отношении пункционных биопсий 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. Проведение пункции требует специальных навыков (выбор места прокола, забор клеточного материала, его количество и качество).

Методически правильно выполненная пункция предусматривает, активную аспирацию шприцом клеточного материала при одновременных микровращательных и поступательных движениях иглой. Затем шприц отсоединяется и только после этого игла извлекается из ткани (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Методологические этапы выполнения пункционной биопсии. А - фиксация рукой опухоли и ее пункция, Б - последовательность манипуляций шприцем.

Широкое распространение получили прицельные пункции образований под контролем УЗИ, компьютерного томографа. При поверхностно расположенной опухоли и максимально благоприятных условиях можно цитологически диагностировать опухоль, состоящую из 10 6 -10 9 клеток с массой от 1 мг до 1 г.

Эндоскопическая цитология - прицельный забор материала во время эндоскопического исследования. В методологическом плане следует придерживаться правила, что первая биопсия берется из наиболее измененного участка слизистой оболочки, так как последующие могут быть не совсем точными из-за появляющейся кровоточивости. В качестве материала для цитологии могут быть использованы и мазки-отпечатки с поверхности кусочков, полученных при биопсии.

Результаты 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. Главное - сделать мазки максимально тонкими.

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. Мазки на предметных стеклах фиксируются (чаще всего спирт и эфир в равных частях) и окрашиваются гематоксилином и эозином или азурэозиновыми смесями.

Клиническая цитология в настоящее время утвердилась как самостоятельная клиническая дисциплина с большими диагностическими и профилактическими возможностями. Цитологические исследования очень широко применяется для диагностики, выбора тактики лечения, оценки лечебного эффекта при опухолях практически все локализации.

Рак легкого

При наличии в мазках адекватного клеточного материала цитолог может идентифицировать практически всегда все разновидности рака. Забор материала может производиться во время бронхоскопии (смывы, brush-биопсия).

Более простым, но менее результативным является многократное (до 5 раз) исследование спонтанно отделяемой мокроту (чувствительность - 20-40%). Результаты цитологической диагностики мокроты зависят от локализации опухоли, числа исследований и от соблюдения правил сбора материала.

Эффективность исследования повышается при сборе утренней мокроты ежедневно в течение 3-5 сут в один и тот же приемник со спиртовым фиксатором. Лучше себя зарекомендовал способ получения индуцированной мокроты, т.е. собранной после десятиминутной ингаляции раствором фермента (чувствительность - 60-80%)

Для верификации периферических образований легких показана трансторакальная пункция Изучение мазков пункционного материала позволяет цитологически распознать рак и определить его гистологическую форму (соответственно в 89% и 93%). Кроме того, подобная методика исследования позволяет верифицировать метастазы в легких.

Рак молочной железы

При установлении диагноза рака цитология используется на этапе устанавливающей диагностики в комплексе с клиническим осмотром и маммографией. Материалом для исследования служат выделения из соска, мазки-отпечатки и соскобы с изъязвленной поверхности ареолы, пунктаты опухолевых образований, увеличенных регионарных лимфоузлов, уплотнений в области послеоперационных рубцов.

Цитологический метод позволяет верифицировать рак железы в 89-98% случаев. При доброкачественных процессах железы клеточный состав пунктата позволяет выявить гиперпластические изменения эпителия и степень их выраженности, иногда осуществить нозологическую диагностику (киста, папиллома, фиброаденома, листовидная опухоль).

Рак шейки матки

Материал для исследования берут во время гинекологического осмотра с поверхности шейки матки, из наружного маточного зева и цервикального канала.

Простота получения материала и высокая эффективность метода (90-97% правильных ответов) позволяют применить его не только для диагностики рака, но и предраковых заболеваний при массовых профилактических осмотрах.

Ответ цитологического исследования при профосмотрах дается по модифицированной классификации Папаниколау:

I - эпителий без особенностей;
II - гиперплазия;
III - выраженная дисплазия;
IV - начало малигнизации:
V - рак.

При выявлении выраженной дисплазии или признаков малигнизации больная нуждается в углубленном обследовании в онкологическом учреждении.

Цитологический скрининг рака шейки матки широко проводится во всем мире и доказал его реальную возможность распознавать самые начальные формы опухоли (cancer in situ и I стадию). При этом в задачу цитолога входит также диагностика воспалительных процессов, вирусных инфекций и других специфических процессов.

Рак тела матки

Для цитологической диагностики материал из полости матки получают путем аспирации шприцем Брауна или смыва. Обе методики дают примерно одинаковые результаты. Цитологически рак эндометрия выявляется в 84-100% случаев.

Высокая эффективность метода в диагностике рака и предрака его простота и доступность для многократного применения в поликлинических условиях позволяют рекомендовать проведение его у пациенток, относящихся к группам риска по возникновению рака эндометрия (ожирение, диабет, миома матки, поздний климакс, эстрогенный тип кольпоцитологической реакции в постменопаузе, ановуляторные кровотечения и др.).

Новообразования яичников вследствие особенностей их анатомического расположения чрезвычайно трудно диагностируются. Ошибки в установлении диагноза на основании только клинических данных достигают 40%.

Известно, что у больных с пограничными и злокачественными опухолями яичников даже небольшое количество выпота прямокишечно-маточного пространства содержит взвесь клеток. Поэтому цитологическое исследование жидкости, полученной при пункции заднего свода влагалища, является высокодостоверным методом диагностики опухолей яичников.

При этом можно получит информацию о гистогенезе, уровне дифференцировки опухоли, что позволяет наиболее рационально составить план лечения. А повторные исследования клеточного состава выпотов в процессе химиотерапии позволяют оценить ее эффект и проводить коррекцию.

Кольпоцитология - метод изучения клеток эпителия влагалища для определения гормонального статуса женщины - широко используется для диагностики гормоноактивных опухолей яичников, контроля за гормональным лечением опухолей (рак тела матки, молочной железы) и для оценки количества эстрогенов в организме (т.н. «гормональное зеркало»).

В основе исследования лежит физиологическая реакция эпителиальных клеток слизистой оболочки влагалища на содержание половых гормонов. Чем выше уровень эстрогенов в организме женщины, тем большее количество зрелых клеток будет в слизистой оболочке.

Метод кольпоцитологии прост и заключается в заборе материала со слизистой оболочки боковой стенки влагалища на уровне наружного зева. Материал берется без усилий, чтобы в мазок попали поверхностные клетки эпителиального покрова, во избежание ошибочных трактовок. Приготовленные мазки после фиксации окрашиваются.

После их просмотра составляется кольпоцитограмма - характеристика влагалищного эпителия с указанием процентного соотношения (индекса) клеток разной степени дифференцировки (зрелости). Чаще используют кариопикногический индекс - отношение ороговевших клеток с пикнотическим ядром к общему числу клеток.

Чем выше индекс, тем выше насыщенность организма эстрогенами. Забор материала на «гормональное зеркало» может применяться и при профилактических осмотрах для выявления женщин с высоким эстрогенным уровнем в менопаузе, представляющих группу риска по раку эндометрия

Опухоли желудочно-кишечного тракта

Цитологические исследования хорошо дополняют существующие методы диагностики и дифференциальной диагностики рака данной локализации. При подозрении на рак пищевода и желудка материал для исследования получают методом «слепых» смывов физиологическим раствором, раствором ферментов или берут во время фиброэзофагогастроскопии.

При подозрении на колоректальный рак материал для цитологии может быть получен при пальцевом ректальном исследовании, ректороманоскопии, фиброколоноскопии и с помощью смывов. Цитологический метод особенно информативен при язвенных и инфильтративных формах рака.

Опухоли кожи

При подозрении на злокачественные опухоли кожи материал для цитологического исследования может быть получен путем отпечатков с изъязвленной поверхности, соскобов и пункции тонкой иглой. Особенно важно использование цитологии для диагностики меланы, так как это единственно возможный метод верификации ее в предоперационном периоде.

Применение биопсии при подозрении на меланому противопоказано из-за возможности диссеминации опухоли. Часто при локализации опухоли на лице цитология используется вместо биопсии, выполнение которой может оказаться невозможным или нежелательным по косметическим соображениям.

Другие опухоли

Цитология является ценным методом диагностики опухолей щитовидной и слюнных желез, мочеполового тракта (мочевого пузыря, почек, предстательной железы, яичек), мягких тканей и костей, лимфатической системы и других органов.

Нередко результаты цитологического исследования уточняют клинический диагноз, снимают необходимость проведения биопсии, способствуют проведению этиопатогенетически обоснованного лечения. Необходимо также отметить исключительно важную роль цитологического скрининга при массовых профилактических осмотрах.

Сегодня цитология является основным методом скрининга предрака и рака шейки матки и существенно дополняет другие методы скрининга при обследовании лиц из групп повышенного риска.

В последние годы все большее применение находят количественные иммуноморфологические и цитоморфологические методы исследования с использованием компьютерных технологий. Это дает возможность перейти от субъективных и только качественных к объективным и количественным методам анализа, что позволяет существенно повысить уровень диагностики опухолей.

Более того, в клинической онкоморфологии быстрыми темпами развиваются телеметрические технологии. С их помощью возможно проведение точной диагностики и квалифицированной консультации препаратов на расстоянии.

Таким образом, современный комплекс методов морфологической диагностики опухолей позволяет практически во всех случаях точно идентифицировать гистогенетическую принадлежность новообразования, степень его злокачественности и дать достаточно достоверную прогностическую оценку. Все это позволяет выработать адекватную конкретной ситуации тактику лечения согласно республиканским протоколам.

Угляница К.Н., Луд Н.Г., Угляница Н.К.

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.

В настоящее время в медицине широко используют цитологические методы исследования и цитологическую диагностику для распознавания многих заболеваний.

Цитологическая диагностика базируется на исследовании микроскопической картины препарата, содержащего как отдельные клетки, так и клетки в составе ткани, а также клеточного окружения в норме и при различных патологических процессах.

Врачи-цитологи проводят профилактические исследования, ставят предварительные диагнозы и дают оценки результатов лечения.

Применяются цитологические исследования в онкологии для распознавания опухолей; в гематологии — для диагностики заболеваний и оценки эффективности их лечения; в гинекологии — с целью диагностики онкологических заболеваний и гормональных нарушений; для распознавания многих заболеваний органов дыхания, пищеварения, мочевыделения, нервной системы и т.д.

Валерий Иванович Ключников работает в должности врача-цитолога в Национальном медико-хирургическом Центре им. Н.И.Пирогова.

"В основном я провожу исследования при помощи микроскопии цитологических мазков, отпечатков, соскобов, материала полученного при биопсии и пункции", - сообщает Валерий Иванович, предоставляя часть результатов своей повседневной работы. «Микрофотографии я получаю, используя тринокулярный Микромед-1, камеру Altami USB 3150 R6 1/2 CMOS (3 Mpix) и программу 2.0.0, с помощью которой удобно проводить измерения элементов».

Рис.1. Железистый эпителий

На рисунке 1 представлена микрофотография железистого эпителия из церквикального канала. Клетки железистого эпителия обведены эллиптическими фигурами.

«Цитологические исследования цервикального канала, то есть шеечного канала матки, проводятся для профилактики предрака и рака шейки матки. На данной микрофотографии виден нормальный железистый эпителий из цервикального канала, но я считаю, что это пример плохо окрашенного мазка. По нему нельзя сделать какие-либо выводы из-за наличия артефактов. Артефакты здесь — рыхлые скопления краски (дефекты окраски мазка). Это мешающие объекты, и иногда они искажают общую картину анализа», - объясняет Валерий Иванович.

Исследование нормального пролиферативного типа мазка показано на рисунке 2 . Мазок был взят с наружной поверхности шейки матки и из цервикального канала (ЦК). «Здесь мы видим поверхностные клетки многослойного сквамозного (чешуйчатого) эпителия (МСЭ) с мелкими ядрами и скопление клеток железистого эпителия из ЦК в виде железистой структуры (полоски) с крупными гиперхромными (плотными) ядрами. В программе Altami Studio было произведено : измерен диаметр такого ядра, и величина его оказалась равной 11.46 мкм», - комментирует Ключников В.И.

Рис. 2. Измерение диаметра ядра железистого эпителия

Микрофотография на рисунке 3 с изображением мазка пролиферативного типа с наружной поверхности шейки матки. «Это нормальный мазок женщины репродуктивного (детородного) возраста. В первой фазе цикла он характеризуется обилием зрелых поверхностных клеток МСЭ. В других случаях данный тип мазка может быть признаком патологии. На микрофотографии видны клетки МСЭ с мелкими ядрами, а также присутствует мелкая палочковая микрофлора», - рассказывает врач-цитолог Валерий Иванович.

Рис. 3. Мазок пролиферативного типа

Микроскопическое исследование мазка пролиферативного типа иногда позволяет диагностировать вирусную природу патологии шейки матки (Рис. 4 ). «На этой микрофотографии я наблюдаю нормальную вагинальную палочковую микрофлору, но увеличение ядер отдельных клеток с образованием околоядерной зоны просветления (койлоцитоз). Это говорит о поражении эпителиальных клеток папиломавирусной инфекцией», - замечает Ключников В. И.

Рис. 4. Папилломавирусная инфекция (ПВИ)

На рисунке 5 представлена микрофотография мазка с наружной поверхности шейки матки женщины в состоянии менопаузы. «Здесь я могу подтвердить диагноз острого воспаления, а именно, атрофического кольпита (вагинита). На это указывает обильное скопление лейкоцитов и увеличение ядра клеток. В Altami Studio был измерен диаметр произвольно выбранного на микрофотографии ядра. Диаметр был равен 14.71 мкм», - отвечает наш респондент.

Атрофический кольпит — симптомокомплекс, имеющий причиной значительное снижение содержания эстрогенов, который приводит к истончению многослойного плоского эпителия.

«Цитологическое исследование является одним из основных методов объективной диагностики атрофического кольпита», - утверждает Валерий Иванович.

Рис. 5. Атрофический кольпит

Помимо гинекологических исследований, Валерий Иванович проводит диагностику узлов щитовидной железы (Рис. 6 ). «На данной микрофотографии мы можем наблюдать нормальные клетки эпителия щитовидной железы (ЩЖ) в массе растворимого, продуцируемого ими, коллоида (уплотненного слизеподобного вещества). Во взятом мазке выражена вакуолизация, то есть разновидность клеточной дистрофии, характеризующаяся образованием в цитоплазме вакуолей. Это говорит о различных нарушениях в обмене веществ клеток, в их функции и строении», - сообщает Валерий Иванович.

Коллоидный зоб ЩЖ - заболевание, развивающееся в результате йододефицита. В качестве профилактики для предотвращения узловых образований достаточно потреблять йод и витамины.

Рис. 6. Преимущественно коллоидный зоб

«Также я исследую мазки, приготовленные из пунктата. Пунктат - это небольшое количество ткани или жидкости, извлеченное путем пункции тонкой иглой. На следующей микрофотографии зафиксировано исследование пунктата из узлового образования ЩЖ (Рис. 7 ).

В данном случае он представляет собой мономорфные (сохраняющие одну форму в течение всего периода развития) мелкие клетки ЩЖ типа А в небольших скоплениях. Наблюдается склонность к образованию микрофолликулярных структур (полоски, розетки), то есть имеется подозрение на аденому.

Мономорфная аденома — это, проще говоря, одиночный, плотный узел, который расположен в глубине железы.

Но не нужно пугаться данного диагноза, аденома щитовидной железы - доброкачественная опухоль и она редко переходит в злокачественную»

Рис. 7. Аденома щитовидной железы

Цитология применяется в том числе и для обследования желудка — по материалам, полученным при эндоскопии (Рис. 8 ). В программе Altami Studio был измерен диаметр ядра клеток эпителия желудка. «Это нормальные клетки эпителия, диаметр одного из самых больших ядер равен 54.7449 мкм», - замечает Ключников В. И.

Рис. 8. Эндоскопический материал из желудка

«Для подсчета элементов крови, их концентрации и определения подвижности я использую камеру Горяева (Рис. 9). Она откалибрована в программе Altami Studio. При помощи камеры Горяева мне удобно определять увеличение микроскопа. Я ее использую исключительно как калибратор».

Рис. 9. Камера Горяева

«Цитология - наука достаточно сложная и, к тому же, субъективная. По этой причине у врача-цитолога должна быть не только соответствующая квалификация, но и большой опыт работы в области цитологии», - делится Валерий Иванович. «Цитологические исследования нужны для д иагностики различных состояний шейки матки, для исследования новообразований щитовидной железы и для других профилактических осмотров. В настоящее время цитологическими исследованиями, получившими признание и широкое распространение, достигаются большие успехи в обеспечении здоровья населения», - считает врач-цитолог Ключников Валерий Иванович.

Что такое цитологическое исследование? В каких случаях оно проводится? На эти и другие вопросы вы получите ответы в этой статье.

Цитологическое исследование — это изучение особенностей строения клеток, клеточного состава тканей, жидкостей и органов человеческого организма в норме и при патологических процессах с помощью микроскопа, Цель исследования — определить тип зафиксированных поражений, их доброкачественную или злокачественную природу.

Цитология и гистология - в чем отличие?

Отличие цитологического анализа от гистологического исследования заключается в том, что изучаются клетки, а не срезы тканей. А значит, заключительные выводы делаются на основе изменений, происшедших в ядре, цитоплазме, ядерно-цитоплазменном соотношении, образования комплексов и структур клеток.

Когда делается анализ на цитологию

Цитологическое исследование применяется при:

Профилактическом осмотре (скрининге)
Уточнении или установлении диагноза заболевания
Уточнении или установлении диагноза во время проведения операции
Контроле во время и после проведения лечения
Наблюдении динамики процесса или для раннего выявления патологических изменений

Какие материалы используются для анализа

Жидкости

Это могут быть жидкие образцы:

мочи, мокроты или сока предстательной железы
цереброспинальной и амниотической жидкости
смывы с различных органов, взятые во время эндоскопии
мазки шейки матки и мазки полости матки (цитологическое исследование мазков, цитологическое исследование шейки матки)
выделения из молочных желез
соскобы и отпечатки с эрозированных или язвенных поверхностей, свищей или ран
жидкости из суставных и серозных полостей

Пунктаты

К ним относятся материалы, полученные с помощью аспирационной диагностической пункции, которая проводится с использованием специальной тонкой иглы.

Отпечатки

В данном случае речь идет об отпечатках с удаленных тканей, как, например, со свежей поверхности разреза ткани, удаленной во время операции или взятой для дальнейшего гистологического исследования.

Назначение цитологического исследования

Основным назначением цитологического метода исследования является получение ответа на вопрос об отсутствии или наличии у пациента, материал которого подвергся изучению, злокачественного новообразования. Этот метод позволяет более точно определять природу патологического процесса (доброкачественные и злокачественные опухоли), характер воспалительных, пролиферативных, реактивных и предраковых поражений.

Именно детальная морфологическая характеристика обнаруженного новообразования дает возможность выбрать наиболее обоснованный метод лечения. будь то хирургическое удаление новообразования, лучевая терапия, химиотерапия или их комбинация, в зависимости от строения опухоли, ее происхождения, степени атипии ее клеток и возможной реакции на лечение.

Цитологическое исследование, по сравнению с другими методами, имеет несомненные преимущества в выявлении начальных стадий рака. Этот метод исследования применяется в диагностике новообразований практически в любой из тканей и любого органа человеческого организма. Благодаря цитологическому исследованию удается обнаружитьракжелудка , рак легких ,и других органов даже при отсутствии рентгенологических, клинических и эндоскопических проявлений и признаков.

Цитологический анализ в гинекологии

Мазок на цитологию берется в амбулаторных условиях во время гинекологического осмотра. В норме рекомендуется проводить такой анализ 1 раз в год, когда вы проходите профилактический осмотр у врача. Дополнительное цитологическое исследование могут назначить в случаях, если:

имеются воспалительные заболевания, при которых появляется подозрение на наличие урогенитальной инфекции
при исследовании причин бесплодия
имеются жалобы на нарушения менструального цикла
требуется определить хзарактер изменений вследствие длительного использования гормональной контрацепции
при планировании беременности
планируется оперативное гинекологическое вмешательство (выскабливание, установка внутриматочной спирали и пр.).

Проведение цитологического анализа в гинекологии

Лучше всего, если забор материала происходит на 10-11 день менструального цикла. За 2 суток до процедуры следует воздерживаться от половых контактов, спринцевания, пользования контрацептивными или медпрепаратами местного действия. Около 2 часов до процедуры не следует также мочиться.

Соскоб (забор материала) из шейки матки производят с помощью специальной стерильной щеточки, после того, как врач введет гинекологическое зеркало и зафиксирует шейку матки. Как правило, это делается дважды - с места, расположенного ближе к матке и затем к вульве. Полученный материал наносят на предметное стекло, подсушивют и фиксируют с помощью специальных растворов. Часто, чтобы ускорить процесс получения результата, женщины сами доставляют материал в лабораторию для исследования.

Сама процедура производится совершенно безболезненно и очень быстро - не более 10-15 секунд. После нее иногда может наблюдаться небольшое кровомазанье, которое проходит в течение суток. Обычно такое бывает при наличии у женщины каких либо воспалительных процессов.

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.