Komórki nerwowe pod mikroskopem. Mózg pod mikroskopem

Prawie wszystkie zaprezentowane tutaj zdjęcia zostały wykonane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Emitowana przez takie urządzenie wiązka elektronów oddziałuje z atomami pożądanego obiektu, czego efektem są obrazy 3D o najwyższej rozdzielczości. Powiększenie 250 000 razy pozwala zobaczyć szczegóły o wielkości 1-5 nanometrów (czyli miliardowych części metra).

Pierwszy obraz SEM uzyskał w 1935 roku Max Knoll, a już w 1965 roku firma Cambridge Instrument Company zaoferowała firmie DuPont swój Stereoscan. Obecnie takie urządzenia są szeroko stosowane w ośrodkach badawczych.

Patrząc na poniższe zdjęcia, odbędziesz podróż po swoim ciele, zaczynając od głowy, a kończąc na jelitach i narządach miednicy. Zobaczysz, jak wyglądają normalne komórki i co się z nimi dzieje, gdy zostaną zaatakowane przez nowotwór, a także uzyskasz wizualne zrozumienie, jak następuje, powiedzmy, pierwsze spotkanie komórki jajowej i plemnika.

To jest to, co można nazwać sercem twojej krwi, czerwonymi krwinkami (RBC). Te urocze, dwuwklęsłe komórki mają odpowiedzialne zadanie przenoszenia tlenu po całym organizmie. Zazwyczaj w jednym milimetrze sześciennym krwi znajduje się 4-5 milionów takich komórek u kobiet i 5-6 milionów u mężczyzn. Jeszcze więcej czerwonych krwinek mają ludzie żyjący na dużych wysokościach, gdzie brakuje tlenu.

Aby uniknąć rozdwajania się włosów, które jest niewidoczne gołym okiem, należy regularnie podcinać włosy i używać dobrych szamponów i odżywek.

Spośród 100 miliardów neuronów w mózgu komórki Purkinjego należą do największych. Odpowiadają między innymi w korze móżdżku za koordynację ruchową. Niekorzystnie na nie wpływa zatrucie alkoholem czy litem, a także choroby autoimmunologiczne, genetyczne (w tym autyzm), a także choroby neurodegeneracyjne (choroba Alzheimera, Parkinsona, stwardnienie rozsiane itp.).

Tak wyglądają stereocilia, czyli elementy czuciowe aparatu przedsionkowego wewnątrz ucha. Wykrywając wibracje dźwiękowe, kontrolują reakcje mechaniczne i działania.

Pokazano tutaj naczynia krwionośne siatkówki wyłaniające się z czarnego dysku wzrokowego. Dysk ten jest „martwym punktem”, ponieważ w tym obszarze siatkówki nie ma receptorów światła.

Na ludzkim języku znajduje się około 10 000 kubków smakowych, które pomagają określić smak słony, kwaśny, gorzki, słodki i ostry.

Aby uniknąć osadów na zębach, które wyglądają jak niewymłócone kłoski, zaleca się częstsze szczotkowanie zębów.

Pamiętasz, jak pięknie wyglądały zdrowe czerwone krwinki? Teraz spójrz, jak wpadają w sieć śmiercionośnego skrzepu krwi. W samym środku znajduje się biała krwinka (leukocyt).

Oto widok twoich płuc od środka. Puste jamy to pęcherzyki płucne, w których tlen wymieniany jest na dwutlenek węgla.

Teraz spójrz, jak płuca zdeformowane przez nowotwór różnią się od zdrowych na poprzednim zdjęciu.

Kosmki jelita cienkiego zwiększają jego powierzchnię, co sprzyja lepszemu wchłanianiu pokarmu. Są to narośla o nieregularnym, cylindrycznym kształcie, osiągające wysokość do 1,2 milimetra. Podstawą kosmków jest luźna tkanka łączna. Pośrodku, niczym pręt, biegnie szeroka kapilara limfatyczna, czyli zatoka mleczna, a po jej bokach znajdują się naczynia krwionośne i kapilary. Tłuszcze przedostają się przez zatokę mleczną do limfy, a następnie do krwi, a białka i węglowodany dostają się do krwioobiegu przez naczynia włosowate kosmków. Po dokładnym zbadaniu w rowkach można zauważyć resztki jedzenia.

Tutaj widzisz ludzkie jajo. Jajo jest pokryte błoną glikoproteinową (zona pellicuda), która nie tylko ją chroni, ale także pomaga w wychwytywaniu i zatrzymywaniu plemników. Do muszli przyczepione są dwie komórki koronalne.

Zdjęcie uchwyciło moment, w którym kilka plemników próbuje zapłodnić komórkę jajową.

Wygląda to jak wojna światów, ale tak naprawdę masz przed sobą jajo 5 dni po zapłodnieniu. Część plemników nadal pozostaje na jej powierzchni. Zdjęcie wykonano przy użyciu mikroskopu konfokalnego. Jajo i jądra plemnika są fioletowe, podczas gdy wici plemników są zielone. Niebieskie obszary to węzły, połączenia szczelin międzykomórkowych, które komunikują się między komórkami.

Jesteś obecny na początku nowego cyklu życia. Sześciodniowy zarodek ludzki zostaje wszczepiony do endometrium, wyściółki jamy macicy. Życzmy mu powodzenia!

Czerwone krwinki

Podziel ludzki włos

Komórki Purkiniego

Wrażliwe włosy w uszach

Naczynia krwionośne nerwu wzrokowego

Kubek smakowy języka

Plakieta

Pęcherzyki płucne

Kosmki jelita cienkiego

Zwiedzimy Twoje ciało pod mikroskopem! Zaczynając od głowy, a kończąc na narządach miednicy. Myślę, że uznasz to za bardzo interesujące!

1 Czerwone krwinki

Tutaj można powiedzieć, że przedstawiona jest podstawa twojej krwi - czerwone krwinki. Te urocze, dwuwklęsłe komórki mają odpowiedzialne zadanie przenoszenia tlenu po całym organizmie. Zazwyczaj w jednym milimetrze sześciennym krwi znajduje się 4-5 milionów takich komórek u kobiet i 5-6 milionów u mężczyzn. Jeszcze więcej czerwonych krwinek mają ludzie żyjący na dużych wysokościach, gdzie brakuje tlenu.

2 Podziel ludzki włos

Aby uniknąć niewidocznego dla zwykłego oka rozdwajania się włosów, należy regularnie podcinać włosy i używać dobrych szamponów.

3 komórki Purkiniego

Spośród 100 miliardów neuronów w mózgu komórki Purkinjego należą do największych. Odpowiadają między innymi w korze móżdżku za koordynację ruchową. Zatrucie alkoholem ma na nie szkodliwy wpływ.

4 Wrażliwe włosy w uszach

Tak wyglądają stereocilia, czyli elementy czuciowe aparatu przedsionkowego wewnątrz ucha. Wykrywając wibracje dźwiękowe, kontrolują reakcje mechaniczne i działania.

5 Naczynia krwionośne nerwu wzrokowego

Pokazano tutaj naczynia krwionośne siatkówki wyłaniające się z czarnego dysku wzrokowego.

6 Kubek smakowy języka

Język ludzki posiada około 10 000 kubków smakowych, które pomagają określić smak słony, kwaśny, gorzki, słodki i pikantny.

7 Tablica

Aby uniknąć osadów na zębach, które wyglądają jak niewymłócone kłoski, zaleca się częstsze szczotkowanie zębów.

8 Pęcherzyki płucne

Oto widok twoich płuc od środka. Puste jamy to pęcherzyki płucne, w których tlen wymieniany jest na dwutlenek węgla. U palacza te pęcherzyki są czarne. Palenie jest szkodliwe dla zdrowia.

9 Kosmki jelita cienkiego

Zadbaj o swoje zdrowie!

Ciało ludzkie jest formą istnienia żywej materii. Metabolizm zachodzi w nim w sposób ciągły i zdolność do reprodukcji zostaje zachowana. Nauka badająca komórki tkankowe i struktury zewnątrzkomórkowe, które mają wspólną strukturę i funkcję, nazywa się histologią. Celem tej recenzji jest zapoznanie się z tkankami znajdującymi się pod mikroskop- biologia w tym temacie jest ściśle powiązana z medycyną. Pierwszą wiedzę uzyskano na długo przed wynalezieniem instrumentów optycznych, ale w naszych czasach badania histologiczne są prawie nie do pomyślenia bez mikroskopii.

Rozważmy tkanki pod mikroskopem- Biologia dzieli je na cztery grupy. Nabłonkowy- zewnętrzna warstwa ludzkiej skóry, wyściełająca jamy ciała, tworząca gruczoły i błony narządów wewnętrznych. Dzieli się na nabłonek gruczołowy, sześcienny i płaski. Komórki mają wygląd pokazany na rysunku 1.

Łączący(pomocniczy) - zapewnia siłę, elastyczność i wsparcie wszystkim organom, zawierającym średnio 70-80 procent ich masy. Zatrzymuje ciepło, zapobiega uszkodzeniom, wstrząsom i tworzy zrąb i skórę właściwą. Dzieli się na chrzęstny, kostny, tłuszczowy i gęsty.

Muskularny- odpowiedzialne za ruch, zdolne do skurczów, tj. zmiany wielkości komórek pod wpływem biologicznie aktywnych substancji chemicznych. Klasyfikacja: prążkowany szkieletowy, sercowy, gładki.

Nerwowy- stwarza warunki do wzajemnie powiązanej regulacji aktywności wszystkich układów i składa się z neuronów pobudliwych elektrycznie (zawierają jądro i wiele procesów).

Technika badania tkanek polega na wykonaniu mikropróbki i obejrzeniu jej pod mikroskopem. Metoda mikroskopowa nazywana jest „metodą jasnego pola światła przechodzącego”. Co to oznacza: promienie świetlne przechodzą w górę przez preparat i soczewki powiększające, tworząc obraz. Aby zapewnić ten proces, będziesz potrzebować oświetlenia dolnego - lustra lub LED.

Przygotowanie próbki histologicznej:

Fragment tkanki jest utrwalony. Jego celem jest zachowanie struktury przyżyciowej, dla której prowadzi się długotrwałe leczenie wodnym roztworem formaldehydu (formaliny). Zapobiegnie to jego gniciu i rozkładowi.
Odwodnienie do późniejszej mikrotomii. To nadaje twardość. Zagęszczenie można uzyskać poprzez kolejne zanurzenie w ksylenie i alkoholu etylowym. Stosowany jest również izopropanol ze względu na jego niską toksyczność.
Wypełnienie stopioną parafiną.
Cięcie elementów o grubości 1-50 mikronów (mikrometrów) za pomocą mikrotomu.
Barwienie hematoksyliną i eozyną sprawia, że wszystkie istotne obszary mikropróbki kontrastują.
Wniosek pomiędzy szkiełkiem nakrywkowym a szkiełkiem nakrywkowym. Przy dużych powiększeniach zapewni to lepszą ostrość w całej płaszczyźnie.

Współczynnik powiększenia powinien zmieniać się stopniowo od niskiego do wysokiego. Na początek użyj kombinacji: obiektyw 4x, okular 10x, co razem daje 4*10=40x.
Mikroszkiełko tkankowe należy umieścić dokładnie na środku stolika mikroskopu i sprawdzić, czy kondensor (krążek z przesłonami) jest skierowany w stronę najszerszego otworu w stronę oświetlacza.
Koncentruj się płynnie i powoli, unikaj drżenia i nieostrożnego dotykania statywu.

Ciało ludzkie to tak złożony i dobrze skoordynowany „mechanizm”, że większość z nas nawet nie jest w stanie sobie tego wyobrazić! Ta seria zdjęć wykonanych przy użyciu mikroskopu elektronowego pomoże Ci dowiedzieć się więcej o swoim ciele i zobaczyć to, czego nie jesteśmy w stanie zobaczyć na co dzień. Witamy w gronie władz!

Pęcherzyki płucne z dwoma czerwonymi krwinkami (erytrocytami). (zdjęcie CMEABG-UCBL/Phanie)

30-krotne powiększenie podstawy paznokcia.

Tęczówka oka i sąsiednie struktury. W prawym dolnym rogu znajduje się krawędź źrenicy (niebieska). (zdjęcie: STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY)

Z pękniętej kapilary wypadają (że tak powiem) czerwone krwinki.

Nerwowe zakończennie. Wypreparowano to zakończenie nerwowe, aby odsłonić pęcherzyki (pomarańczowe i niebieskie) zawierające substancje chemiczne wykorzystywane do przekazywania sygnałów w układzie nerwowym. (zdjęcie: TINA CARVALHO)

Skrzepła krew.

Czerwone krwinki w tętnicy.

Ludzkie płuca.

Receptory smaku na języku.

Rzęsy, powiększenie 50x.

Podkładka pod palec, powiększenie 35x. (zdjęcie: Richard Kessel)

Pory potowe wydobywające się na powierzchnię skóry.

Naczynia krwionośne wychodzące ze sutka nerwu wzrokowego (gdzie nerw wzrokowy wchodzi do siatkówki).

Jajo, z którego powstaje nowy organizm, jest największą komórką w organizmie człowieka: jej masa jest równa masie 600 plemników.

Sperma. Tylko jeden plemnik przenika do komórki jajowej, przebijając się przez otaczającą ją warstwę małych komórek. Gdy tylko w nią wejdzie, żaden inny plemnik nie jest w stanie tego zrobić.

Ludzki embrion i plemnik. Jajo zostało zapłodnione 5 dni temu i nadal są w nim przyczepione pozostałe plemniki.

8-dniowy zarodek na początku swojego cyklu życiowego...

Komórki nowotworowe rozwijają się ze zdrowych cząstek w organizmie. Nie przenikają do tkanek i narządów z zewnątrz, ale są ich częścią.

Pod wpływem czynników, które nie zostały w pełni zbadane, złośliwe formacje przestają reagować na sygnały i zaczynają zachowywać się inaczej. Zmienia się także wygląd komórki.

Nowotwór złośliwy powstaje z pojedynczej komórki, która stała się nowotworowa. Dzieje się tak na skutek modyfikacji zachodzących w genach. Większość złośliwych cząstek ma 60 lub więcej mutacji.

Przed ostateczną przemianą w komórkę nowotworową przechodzi ona szereg przemian. W rezultacie część patologicznych komórek umiera, ale kilka przeżywa i staje się nowotworowych.

Kiedy normalna komórka ulega mutacji, przechodzi w fazę hiperplazji, następnie atypowego rozrostu i przekształca się w raka. Z czasem staje się inwazyjny, czyli przemieszcza się po całym organizmie.

Co to jest zdrowa cząstka

Powszechnie przyjmuje się, że komórki są pierwszym krokiem w organizacji wszystkich żywych organizmów. Odpowiadają za zapewnienie wszystkich funkcji życiowych, takich jak wzrost, metabolizm i przekazywanie informacji biologicznej. W literaturze nazywa się je zwykle somatycznymi, czyli takimi, które składają się na cały organizm człowieka, z wyjątkiem tych, które biorą udział w rozmnażaniu płciowym.

Cząsteczki tworzące człowieka są bardzo różnorodne. Łączy je jednak wiele cech wspólnych. Wszystkie zdrowe elementy przechodzą przez te same etapy swojej życiowej podróży. Wszystko zaczyna się od urodzenia, potem następuje proces dojrzewania i funkcjonowania. Kończy się śmiercią cząstki w wyniku aktywacji mechanizmu genetycznego.

Proces samozniszczenia nazywany jest apoptozą, zachodzi bez zakłócania żywotności otaczających tkanek i reakcji zapalnych.

W trakcie swojego cyklu życia zdrowe cząstki dzielą się określoną liczbę razy, to znaczy zaczynają się rozmnażać tylko wtedy, gdy zajdzie taka potrzeba. Dzieje się tak po otrzymaniu sygnału do podziału. Nie ma limitu podziału w komórkach rozrodczych, macierzystych i limfocytach.

Pięć interesujących faktów

Złośliwe cząsteczki powstają ze zdrowej tkanki. W miarę rozwoju zaczynają znacznie różnić się od zwykłych komórek.

Naukowcom udało się zidentyfikować główne cechy cząstek tworzących nowotwór:

Nieskończenie podzielne– komórka patologiczna stale się podwaja i zwiększa swój rozmiar. Z biegiem czasu prowadzi to do powstania nowotworu składającego się z ogromnej liczby kopii cząstki nowotworowej.
Komórki oddzielają się od siebie i istnieją autonomicznie– tracą ze sobą molekularne połączenie i przestają się sklejać. Prowadzi to do przemieszczania się elementów złośliwych po całym organizmie i ich osadzania się w różnych narządach.
Nie można zarządzać jego cyklem życia– białko p53 odpowiada za odbudowę komórek. W większości komórek nowotworowych białko to jest wadliwe, dlatego nie ustalono kontroli cyklu życiowego. Eksperci nazywają tę wadę nieśmiertelnością.
Brak rozwoju– elementy złośliwe tracą sygnał z ciałem i ulegają niekończącym się podziałom, nie mając czasu na dojrzewanie. Z tego powodu powstają w nich liczne błędy genowe, wpływające na ich zdolności funkcjonalne.
Każda komórka ma inne parametry zewnętrzne– elementy patologiczne powstają z różnych zdrowych części ciała, które mają swoje własne cechy wyglądu. Dlatego różnią się rozmiarem i kształtem.

Istnieją złośliwe elementy, które nie tworzą grudki, ale gromadzą się we krwi. Przykładem jest białaczka. Komórki nowotworowe popełniają coraz więcej błędów podczas podziału. Prowadzi to do tego, że kolejne elementy guza mogą zupełnie różnić się od początkowej cząstki patologicznej.

Wielu ekspertów uważa, że cząsteczki nowotworu zaczynają przemieszczać się w organizmie natychmiast po powstaniu guza. W tym celu wykorzystują naczynia krwionośne i limfatyczne. Większość z nich umiera w wyniku działania układu odpornościowego, ale nieliczne przeżywają i osiedlają się w zdrowych tkankach.

Wszystkie szczegółowe informacje na temat komórek nowotworowych w tym wykładzie naukowym:

Struktura złośliwej cząstki

Zaburzenia w genach prowadzą nie tylko do zmian w funkcjonowaniu komórek, ale także do dezorganizacji ich struktury. Zmieniają się pod względem wielkości, struktury wewnętrznej i kształtu całego zestawu chromosomów. Te widoczne nieprawidłowości pozwalają specjalistom odróżnić je od zdrowych cząstek. Badanie komórek pod mikroskopem pozwala zdiagnozować raka.

Rdzeń

W jądrze znajdują się dziesiątki tysięcy genów. Kontrolują funkcjonowanie komórki, dyktując jej zachowanie. Najczęściej jądra znajdują się w części środkowej, ale w niektórych przypadkach mogą przesunąć się na jedną stronę błony.

W komórkach nowotworowych jądra są najbardziej zróżnicowane, stają się większe i uzyskują gąbczastą strukturę. Jądra mają obniżone segmenty, chropowatą błonę oraz powiększone i zniekształcone jądra.

Białka

Wyzwanie białkowe w wykonywaniu podstawowych funkcji niezbędnych do utrzymania żywotności komórek. Transportują do niego składniki odżywcze, zamieniają je w energię oraz przekazują informacje o zmianach w środowisku zewnętrznym. Niektóre białka to enzymy, których zadaniem jest przekształcanie niewykorzystanych substancji w potrzebne produkty.

W komórce nowotworowej białka ulegają zmianom i tracą zdolność prawidłowego wykonywania swojej pracy. Błędy wpływają na enzymy i zmienia się cykl życia cząsteczki.

Mitochondria

Część komórki, w której produkty takie jak białka, cukry i lipidy przekształcane są w energię, nazywa się mitochondriami. Ta transformacja wykorzystuje tlen. W rezultacie powstają toksyczne odpady, takie jak wolne rodniki. Uważa się, że mogą wywołać proces przekształcenia komórki w komórkę nowotworową.

Membrana plazmowa

Wszystkie elementy cząstki otoczone są ścianą zbudowaną z lipidów i białek. Zadaniem membrany jest utrzymanie ich wszystkich na swoim miejscu. Ponadto blokuje drogę tym substancjom, które nie powinny przedostawać się do komórki z organizmu.

Ważną funkcję pełnią specjalne białka błonowe, będące jego receptorami. Przekazują do komórki zakodowane komunikaty, według których reaguje ona na zmiany w otoczeniu.

Błędne odczytanie genów prowadzi do zmian w produkcji receptorów. Z tego powodu cząstka nie zdaje sobie sprawy ze zmian w środowisku zewnętrznym i zaczyna prowadzić autonomiczny sposób istnienia. Takie zachowanie prowadzi do raka.

Złośliwe cząstki różnych narządów

Komórki nowotworowe można rozpoznać po ich kształcie. Nie tylko zachowują się inaczej, ale także wyglądają inaczej niż normalnie.

Naukowcy z Clarkson University przeprowadzili badania, w wyniku których stwierdzono, że cząstki zdrowe i patologiczne różnią się kształtem geometrycznym. Na przykład komórki złośliwego raka szyjki macicy mają wyższy stopień fraktalności.

Fraktale to kształty geometryczne składające się z podobnych części. Każdy z nich wygląda jak kopia całej figury.

Naukowcom udało się uzyskać obrazy komórek nowotworowych za pomocą mikroskopu sił atomowych. Urządzenie umożliwiło uzyskanie trójwymiarowej mapy powierzchni badanej cząstki.

Naukowcy w dalszym ciągu badają zmiany fraktalności podczas procesu przekształcania normalnych cząstek w cząstki nowotworowe.

Rak płuc

Patologia płuc może dotyczyć komórek niedrobnokomórkowych lub małych komórek. W pierwszym przypadku cząsteczki nowotworu dzielą się powoli, w późniejszych stadiach zostają oderwane od zmiany matczynej i pod wpływem przepływu limfy przemieszczają się po całym organizmie.

W drugim przypadku cząsteczki nowotworu są małe i podatne na szybki podział. W ciągu miesiąca liczba cząstek nowotworowych podwaja się. Elementy nowotworu mogą rozprzestrzeniać się zarówno na narządy, jak i tkankę kostną.

Komórka ma nieregularny kształt z zaokrąglonymi obszarami. Na powierzchni widoczne są liczne narośla o różnych strukturach. Kolor ogniwa na krawędziach jest beżowy, a w kierunku środka zmienia kolor na czerwony.

Rak piersi

Guz w piersi może składać się z cząstek, które zostały przekształcone z takich elementów, jak tkanka łączna i gruczołowa oraz przewody. Same elementy nowotworu mogą być duże lub małe. W wysoce zróżnicowanej patologii piersi cząstki wyróżniają się jądrami tej samej wielkości.

Komórka ma okrągły kształt, jej powierzchnia jest luźna i niejednorodna. We wszystkich kierunkach wystają z niego długie, proste pędy. Na brzegach kolor komórki nowotworowej jest jaśniejszy i jaśniejszy, ale wewnątrz jest ciemniejszy i bardziej nasycony.

Nowotwór skóry

Rak skóry najczęściej wiąże się z przekształceniem melanocytów w postać złośliwą. Komórki znajdują się w skórze w dowolnej części ciała. Eksperci często kojarzą te zmiany patologiczne z długotrwałym przebywaniem na otwartym słońcu lub w solarium. Promieniowanie ultrafioletowe sprzyja mutacji zdrowych elementów skóry.

Komórki nowotworowe rozwijają się na powierzchni skóry przez długi czas. W niektórych przypadkach patologiczne cząsteczki zachowują się bardziej agresywnie, szybko wrastając w głąb skóry.

Komórka onkologiczna Ma zaokrąglony kształt, na całej powierzchni widać liczne kosmki. Ich kolor jest jaśniejszy niż membrany.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.