Практикум по гистологии

Клетка. Ядро. Клеточный цикл	71

При световой микроскопии эухроматин выявляется:

1)в интерфазном ядре;

2)в делящейся клетке;

3)в виде мелкой базофильной зернистости;

4)в виде крупных базофильных глыбок.

При световой микроскопии гетерохроматин выявляется:

1)в делящейся клетке;

2)в интерфазном ядре;

3)в виде мелкой базофильной зернистости;

4)в виде крупных базофильных глыбок;

Специфичность белка, синтезируемого в клетке, определяется молекулами:

1)ÄÍÊ;

2)ò-ÐÍÊ;

3)è-ÐÍÊ;

4)ð-ÐÍÊ.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 7 Выберите один наиболее правильный ответ.

На электронной микрофотографии нервной клетки определяется ядерная оболочка. Укажите структурные особенности ее наружной мембраны.

А. Связана с ламиной.

Б. Покрыта слоем гликокаликса.

В. Связана с гранулярной эндоплазматической сетью. Г. Связана с цистернами комплекса Гольджи.

Д. Связана с хроматином.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 8 Выберите один наиболее правильный ответ.

На электронной микрофотографии клетки, секретирующей белки, определяется ядро. Какие признаки характерны для ядра данной клетки.

А. Преобладание эухроматина и наличие ядрышек. Б. Преобладание гетерохроматина.

В. Малое количество пор. Г. Отсутствие ядрышка.

Д. Преобладание гетерохроматина и наличие 3 ядрышек.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 9 Выберите один наиболее правильный ответ.

На электронной микрофотографии в интерфазном ядре определяется ядрышко, в котором виден фибриллярный компонент, состоящий из тонких, диаметром 6-8 нм нитей, расположенных в центральной части. Что образует данный компонент ядрышка?

А. Созревающие субъединицы рибосом. Б. Транскрипты рРНК.

В. Дезоксирибонуклеопротеиды. Г. Ламину.

Д. Гетерохроматин.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 10 Выберите один наиболее правильный ответ.

На электронной микрофотографии нервной клетки определяется ядро, богатое эухроматином. На что указывает данное состояние хроматина?

À.Интенсивный синтез белка.

КНАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

72 Цитология и общая эмбриология

Б. Апоптоз.

В. Старение клетки.

Г. Накопление липидов. Д. Деление клетки.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 11 Выберите один наиболее правильный ответ.

Во время плоидометрического исследования эпителиальной клетки было определено удвоение количества ДНК в ядре. В какой период клеточного цикла происходит данный процесс?

А. Пресинтетический. Б. Постсинтетический. В. Синтетический.

Г. Репродуктивный покой. Д. Митоз.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 12 Выберите один наиболее правильный ответ.

В гистологическом препарате красного костного мозга определяются недифференцированные клетки, часть которых делится. В результате деления образуются диплоидные клетки с эквивалентным набором генетического материала. Назовите этот вид деления.

А. Эндомитоз. Б. Мейоз.

В. Апоптоз. Г. Митоз.

Д. Метафаза.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 13
Выберите	один наиболее правильный ответ.
В гистологическом препарате	красного костного мозга определяются клетки, де-

лящиеся путем митоза. В некоторых из них хромосомы расположены в экваториальной

плоскости в виде	звезды. Определите соответствующую фазу	митоза.
А. Метафаза.
Б. Анафаза.
В. Профаза.
Г. Телофаза.
Д. Диакинез.
	ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 14
	Выберите один наиболее правильный ответ.
При окраске гематоксилином и эозином в ядре интерфазной клетки выявляются
базофильные глыбки различной формы и размеров. Назовите		данные структуры.
А. Рибосомы.
Б. Белковые	включения.
В. Ядрышко.
Г. Хроматин.
Д. Лизосомы.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 15 Выберите один наиболее правильный ответ.

В ядре интерфазной клетки гистохимически выявлены дезоксирибонуклеопроте-

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

Клетка. Ядро. Клеточный цикл		73
иды. В состав какого компонента ядра они входят?
À. Ïîðû.
Б. Кариолеммы.
В. Хроматина.
Г. Ламины.
Д. Кариоплазмы.
	ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 16
	Выберите один наиболее правильный ответ.
На электронной микрофотографии интерфазного ядра фибробласта определя-
ется ядрышко, в котором виден гранулярный компонент. Что		он образует?
А. Субъединицы	рибосом.
Б. Ядрышковые	организаторы.
В. Дезоксирибонуклеопротеиды.
Г. Ламину.
Д. Гетерохроматин.
	ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 17
	Выберите один наиболее правильный	ответ.

На электронной микрофотографии в цитоплазме клетки определяется большое количество гранулярной эндоплазматической сети, развитый комплекс Гольджи, мно-

гочисленные митохондрии. Для какого периода клеточного цикла				это характерно?
А. Периода	митоза.
Б. Телофазы	митоза.
В. Периода G0.		интерфазы.
Г. Синтетического периода
Д. Метафазы митоза.
		ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 18
	Выберите	один наиболее	правильный ответ.
В гистопрепарате красного		костного мозга	определяются	клетки, находящиеся

на разных стадиях клеточного цикла. Укажите последовательность стадий данного цикла.

А. Профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Б. Митоз, G1, S, G2.

В. Митоз G0, S, G1. Г. G1, S, митоз.

Ä. S, G1, G2.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ 19 Выберите один наиболее правильный ответ.

В гистологическом препарате молочной железы при ее инволюции наблюдаются клетки, в которых отмечается конденсация хроматина, фрагментация ядра и цитоплазмы. Назовите данный процесс.

А. Некроз. Б. Апоптоз. В. Митоз.

Г. Мейоз.

Ä.Паранекроз.

КНАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

74	Цитология и общая эмбриология

1.5. ЦИТОДИАГНОСТИКА. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ КЛЕТКИ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК. СТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ РЕАКЦИИ КЛЕТОК НА ДЕЙСТВИЕ

ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ: Прогресс в развитии современной медицины сопряжен с внедрением новых технологий клеточной и генной терапии. В их основе лежит выяснение молекулярных механизмов регуляции жизненного цикла клеток, разработка способов визуализации клеток, находящихся в разном функциональном состоянии. Благодаря этому стала возможной идентификация клеток отдельных линий (эндотелиоцитов, нейронов, глиоцитов, миофибробластов, лимфоцитов разных типов), позволяющая оценить структурные основы развития физиологических (рост, органогенез, адаптация и пр.) и патологических (неоплазии, гипотрофии и пр.) процессов. Прицельная оценка разных морфогенетических процессов (пролиферации, дифференцировки, функциональной активности, старения и гибели клеток) строится на комплексном анализе структурных элементов клетки.

ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ (общая): Уметь интерпретировать зрелость и функциональную активность клеток, оценивать их пролиферативные и функциональные возможности, трактовать механизмы регуляции этих процессов для диагностики патологических изменений в тканях на последующих этапах обучения.

Для этого необходимо уметь (конкретные цели):

1.Различать в гистопрепаратах клетки, оценивать их тинкториальные свойства и степень дифференцировки. Выявлять недифференцированные клетки в разные фазы клеточного цикла, интерпретировать механизмы регуляции и маркеры пролиферации.

2.Трактовать структурные признаки дифференцировки клеток, молекулярные ос-

	новы и принципы регуляции процесса дифференцировки.
3.	Определять состояние функциональных аппаратов клетки и специфику их дея-
	тельности.
4.	Оценивать функциональную активность клеток, принципы ее регуляции.
5.	Интерпретировать морфологические проявления внутриклеточной регенерации,
	старения и гибели клеток.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ, НА ОСНОВАНИИ КОТОРЫХ ВОЗМОЖНО ВЫПОЛНЕНИЕ ЦЕЛЕВЫХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1. Строение ядра, его структурный состав, ядерно-цитоплазматическое отношение.

2.Строение и тинкториальные свойства цитоплазмы. Функциональные аппараты клетки.

3.Плазмолемма – роль в регуляции клетки, морфологические проявления транс-

порта, миграции и прикрепления клеток.

4.Жизненный цикл клетки. Периоды, их сущность.

5.Низкодифференцированные клетки. Деление клеток. Клеточный цикл, периоды интерфазы. Митоз, фазы митоза.

6.Дифференцировка. Сущность и структурные проявления.

7.Высокоспециализированные клетки. Связь между ядром, цитоплазмой и плазмо-

леммой, функциональная активность клеток.

8. Реакция клеток на действие повреждающих факторов.

9.Старение и гибель клеток.

10.Морфология и регуляция апоптоза.

КНАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

Цитодиагностика	75

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ При изучении материала обратите внимание на различия в размере и форме

клеток, диагностическую ценность тинкториальных свойств клеточных структур, «ядер- но-цитоплазматическое отношение» (рис. 1.5.1, 1.5.2, 1.5.3, 1.5.4). Анализ этих признаков позволяет определить тканевую и органную принадлежность клетки, степень ее дифференцировки, функциональное состояние.

Обратите внимание, что форма, размеры, расположение клеток и их ядер, ядерноцитоплазматическое отношение, тинкториальные свойства ядер и цитоплазмы характеризуются тканевой и органной спецификой. Эти критерии лежат в основе общеморфологической диагностики тканей и органов.

Перед изучением методов и возможностей цитодиагностики, попробуйте интегрировать ранее изученный материал и объединить структуры клетки в определенные функциональные аппараты. К ним относятся:

1)аппарат хранения и реализации генетической информации – ядро (не забывайте также о ДНК митохондрий);

2)метаболический аппарат клетки, обеспечивающий анаболические и катаболические процессы:

2.1.аппарат синтеза и секреции (рибосомы - синтез белков гиалоплазмы и ядра, гранулярная эндоплазматическая сеть - синтез мембранных и секретируемых белков,

комплекс Гольджи - сортировка, накопление, выведение секрета); 2.2. аппарат катаболизма и энергообеспечения (лизосомы - деградация полимеров

до мономеров, митохондрии - расщепление мономеров с освобождением энергии, которая заключается в макроэргические связи АТФ, в гиалоплазме - ферменты гликолиза - обеспечивают анаэробный метаболизм).

3)аппарат поддержания и изменения формы, миграции клетки – включает комплекс плазмолеммы, цитоскелета и кариоскелета;

4)аппарат внутриклеточного транспорта – сопряжен с транспортными процессами через плазмолемму – например, эндоцитоз. Помимо плазмолеммы включает комплекс Гольджи, систему эндосом, микротрубочки, цистерны гладкой эндоплазматической сети;

5)система цитопротекции – пероксисомы, гладкая эндоплазматическаяя сеть, белки

теплового шока (БТШ) ядра и гиалоплазмы, протеасомы; 6) митотический аппарат клетки - центриоли и система микротрубочек.

Обратите внимание, что работа всех этих функциональных аппаратов определяется активностью сигнальных молекул, регулируемых через разные рецепторы (рис. 1.5.5). Благодаря этому жизнедеятельность каждой клетки находится под контролем регуляторных систем организма (медиаторы, гормоны), локальных факторов и соседних клеток.

Ключевым параметром цитодиагностики является определение отношения клетки к тому или иному периоду жизненного цикла. Клетки в разные периоды жизненного цикла имеют разное строение и свойства, в них происходят разные процессы.

Жизненный цикл клетки – или существование клетки от образования до смерти (рис. 1.5.6). Его длительность варьирует от нескольких суток (в эпителии желудка и кишечника) до десятилетий (в сердечной мышце, нервной ткани). Жизненный цикл клетки включает первый период, когда клетка является недифференцированной и делится, второй период - дифференцировки, третий период - зрелости и функциональной активности, длительность которого варьирует в разных типах клеток. Далее наступает четвертый период - старение, звершающееся гибелью клетки путем апоптоза. В физиолиогических условиях поддерживается баланс между процессами новообразования и гибели клеток (см. рис. 1.4.13).

Практически все ткани и органы человека содержат недифференцированные клетки. Их ключевым свойством является сохранение способности к делению и миграции. Морфологическая идентификация этих клеток на уровне световой и электронной микро

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

76	Цитология и общая эмбриология

Рис. 1.5.1. Нейроны и глиальные клетки. Ок-	Рис. 1.5.2. Красный костный мозг. Окраска г/э.
раска г/э. Ув × 400. Обратите внимание на раз-	Ув.Ч 400. Обратите внимание на разнообразие раз-
меры разных клеток. В нейронах крупные свет-	меров и формы клеток, их ядер. Большое коли-
лые ядра с ядрышком, цитоплазма базофиль-	чество недифференцированных клеток – с вы-
ная. Глиальные клетки имеют темные ядра.	соким ядерно-цитоплазматическим отношением.

Рис. 1.5.3. Рыхлая волокнистая соединитель-	Ðèñ.	1.5.4. Многослойный плоский ороговеваю-
ная ткань. Окраска по Браше. Ув.× 400. Âèä-	ùèé	эпителий кожи. Окраска г/э. Ув × 200. Ïðè
на разница размеров клеток, интенсивности	анализе по вертикали можно увидеть измене-
их окраски (количества РНК), положения,	íèå	формы ядер, ЯЦО, объема и окраски ци-

формы и структуры ядра. Найдите клетки, в топлазмы клеток,отражающих процесс их дифцитоплазме которых много РНК. ференцировки.

	рецепторы на клеточной			внутриклеточные рецепторы
		поверхности		стероидный
				гормон
		вторичный	белок-	физиологические
	рецептор	посредник		эффекты
			переносчик

белковыйгормон	новые
	белки

мРНК рецептор

физиологические

эффекты

Рис. 1.5.5 Принципы регуляции клеток.

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

Цитодиагностика	77

Рис. 1.5.6. Жизненный цикл клетки.

Рис. 1.5.7. Изменение экспрессии циклинов и циклин-зависимых киназ (протоонкогенов) позволяет не только визуализировать клетки, находящие в клеточном цикле, но и выявить клетки в различные периоды интерфазы. В G1 периоде экспрессируются циклины D1,2,3. Переход из G1 в S период происходит при участии циклина Е, в контроле репликации ДНК важна роль циклина А. Подготовка клетки к митозу в G2 периоде контролируется циклином В1. Запуск и прохождение митоза возможны при наличии циклина В2. Все циклины связываются с циклинзависимыми киназами, формируя активный комплекс, контролирующий биологические процессы в клетке.

Рис. 1.5.8. Иммуноцитохимическое выявление циклин В1-позитивных клеток (корич- невый цвет). Обратите внимание на преимущественно ядерную локализацию метки и размеры иммунопозитивных ядер, что связано с экспрессией циклина В1 â G2- периоде (перед митозом).

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

78	Цитология и общая эмбриология
скопии строится на оценке ЯЦО. Все незрелые	клетки имеют высокое ЯЦО (больше 1).
В свою очередь, размер и структура ядра зависят от периода клеточного цикла.
Так, истинные стволовые клетки (в G0 периоде) имеют темное мелкое ядро. В
интерфазных клетках, вовлеченных в цикл,	ядро светлое крупное, с превалировани-
ем эухроматина, имеются несколько крупных	ядрышек, извилистая ядерная оболочка.

В цитоплазме недифференцированных клеток мало мембранных органелл. Основным

источником энергии является анаэробное окисление. Наиболее	развитыми структура-
ми цитоплазмы является цитоскелет и митотический аппарат.	Анаболические процес-

сы обеспечиваются благодаря наличию многочисленных свободных рибосом и полисом. Обратите внимание, что скорость пролиферации клеток и длительность клеточного цикла широко варьируют, что имеет существенное значение для прогнозирования роста органов в эмбриогенезе, репарации тканей после повреждения и развития опухолей (неопластического процесса). Рутинные методы микроскопии не могут дать точ- ной характеристики данных процессов, поскольку большая часть делящихся клеток находится в интерфазе. В связи с этим особое значение приобретает иммуноцитохими- ческая оценка процесса пролиферации - деления клеток. Наиболее популярным маркером пролиферации считается Ki-67, экспрессируемый практически в течение всей интерфазы (рис. 1.5.7). Можно также оценить наличие и количество клеток, находящихся в разных периодах интерфазы - G1, S и G2 по наличию метки к специфическим регуляторам этих периодов - циклинам и циклин-зависимым киназам (ðèñ. 1.5.8).

Дифференцировка клетки проявляется усложнением ее структуры, направленным на выполнение специфической функции. При этом происходит снижение ЯЦО, что связано с увеличением объема цитоплазмы и ее функциональных аппаратов, изменением набора органелл и/или включений в цитоплазме, специализацией плазмолеммы, формированием специализированных структур (микроворсинок, ресничек), межклеточ- ных контактов, активацией транспорта, и пр. Терминальная дифференцировка клеток в некоторых тканях сопровождается потерей ядра и ряда свойств (например, способности к регенерации, ограничение адаптации). Такой феномен имеет место в многослойном плоском ороговевающем эпителии и проявляется формированием высокоспециализированных безъядерных структур - роговых чешуек. Не менее ярким примером является формирование эритроцитов: процесс дифференцировки в эритроидном ряду направлен на специализацию цитоскелета, синтез и накопление включений гемоглобина, с последующим удалением ядра и органелл.

Важно отметить, что в основе дифференцировки клетки лежит блокирование в геноме протоонкогенов и активация тканеспецифической программы развития. Например, в эпителиальных тканях дифференцировка сопровождается активацией синтеза белков промежуточных филаментов - цитокератинов. Причем каждая стадия дифференцировки сопровождается синтезом специфических цитокератинов (рис. 1.5.9). Этот

факт лежит	â	основе определения тканевой принадлежности опухолевых клеток, оцен-
ке степени	èõ	незрелости.

Однако дифференцировка клеток не всегда сопровождается изменением структуры цитоплазмы. Например, лимфоциты на разных этапах дифференцировки имеют сходную структуру, хотя отличаются по функции. Смысл дифференцировки в этих клетках заключается в приобретении специализированных рецепторов и мембранных белков, получивших название кластеров дифференцировки (CD). В этом случае оценка зрелости и функционального типа клеток базируется на использовании иммуноцитохимических методов, позволяющих выявить типичные маркеры: CD3 - маркер зрелых Т-лим- фоцитов , CD4 - Т-хелперы, СD20 и CD22 - В-лимфоциты, CD57 - натуральные киллеры

(ðèñ. 1.5.10à). CD	используются также для визуализации клеток,	способных	распознавать
и презентировать	антигены (чужеродные для организма белки) -	CD1à (ðèñ.	1.5.10 á).

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

Цитодиагностика	79

À

Á

Â

Рис. 1.5.9. Дифференцировка клеток эпидермиса сопровождается изменением экспрессии разных типов цитокератинов. В нижнем (базальном) слое расположены низкодифференцированные клетки, которые экспрессируют цитокератин 15 (А). Созревание клеток сопровождается синтезом цитокератина 1 (Б). В поверхностном (зернистом) слое клетки образуют белок филлагрин, который связан с фибриллами цитоскелета (В).

À

Á

Рис. 1.5.10 Иммуноцитохимическое выявление NK-лимфоцитов - натуральных киллеров (CD57) в лимфатическом узле (а) и антиген-презентирующих клеток (CD1а) в эпидермисе (б).

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"

80	Цитология и общая эмбриология

Рис. 1.5.11. Мультиполярные нейроны. Окраска по методу Ниссля. Ув × 400. Активное ядро (крупное с эухроматином и ядрышком), цитоплазма с базофильными глыбками, отражающими количество рибосом – свободных и связанных с ГрЭС.

Рис. 1.5.13. Иммуноцитохимическое выявление инсулина в клетках островка поджелудочной железы. Данный метод позволяет оценить количество и расположение гор- мон-продуцирующих клеток.

Рис. 1.5.12. Ультрамикроскопическое строение плазмоцита. В ядре превалирует эухроматин, видно крупное ядрышко, в цитоплазме развита гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи.

Рис. 1.5.14 Иммуноцитохимическое выявлеРис. 1.5.15. Ультрамикроскопическое строение ние макрофагов (с помощью моноклональмакрофага. Плазмолемма клетки формирует мноных антител к NCL-LN5) в тонкой кишке - гочисленные складки, выпячивания и инвагинаможет обеспечить оценку количества и расции, в цитоплазме много вакуолей, фагосом, пределения данных клеток в разных зонах лизосом.

слизистой оболочки.

К НАЧАЛУ ГЛАВЫ К "СОДЕРЖАНИЮ"