Багато з представлених тут зображень зроблені за допомогою скануючого електронного мікроскопа (СЕМ). Пучок електронів, що випускається таким приладом, взаємодіє з атомами необхідного об'єкта, результатом чого стають 3D-зображення високої роздільної здатності. Збільшення в 250000 разів дозволяє розглянути деталі розміром 1-5 нанометрів (тобто мільярдних часток метра).
Перше СЕМ-зображення отримав у 1935 Макс Кнолль, а вже в 1965 Кембриджська інструментальна компанія запропонувала фірмі «Дюпон» свій «Стереоскан». Нині такі пристрої широко застосовують у науково-дослідних центрах.
Розглядаючи пропоновані нижче знімки, ви здійсните подорож своїм тілом, починаючи з голови і закінчуючи кишечником і органами тазу. Ви побачите, як виглядають нормальні клітини та що відбувається з ними, коли їх вражає рак, а також отримаєте наочне уявлення про те, як, скажімо, відбувається перша зустріч яйцеклітини та сперматозоїда.
Тут зображена, можна сказати, основа вашої крові – червоні кров'яні тільця (RBC). На цих симпатичних двояковогнутих клітинах лежить відповідальне завдання розносити по всьому тілу кисень. Зазвичай в одному кубічному міліметрі крові таких клітин 4-5 мільйонів у жінок та 5-6 мільйонів у чоловіків. У людей, які живуть на високогір'ї, де відчувається нестача кисню, червоні тільця ще більше.
Щоб уникнути такого невидимого для звичайного ока розщеплення волосся, треба регулярно стригтися і користуватися гарними шампунями та кондиціонерами.
Зі 100 мільярдів нейронів вашого мозку клітини Пуркіньє одні з найбільших. Крім іншого, вони відповідають у корі мозочка за рухову координацію. На них згубно діють як отруєння алкоголем або літієм, так і аутоімунні захворювання, генетичні відхилення (включаючи аутизм), а також нейродегенеративні хвороби (Альцгеймер, Паркінсон, розсіяний склероз тощо).
Ось як виглядають стереоцилії, тобто чутливі елементи вестибулярного апарату всередині вашого вуха. Уловлюючи звукові коливання, вони контролюють механічні рухи у відповідь і дії.
Тут зображені кровоносні судини сітківки ока, що виходять із забарвленого в чорний колір диска зорового нерва. Цей диск є «сліпою плямою», оскільки на цій ділянці сітківки немає світлових рецепторів.
На язику у людини знаходиться близько 10000 смакових рецепторів, які допомагають визначити на смак солоне, кисле, гірке, солодке та гостре.
Щоб на зубах не було таких схожих на необмолочені колоски нашарувань, бажано чистити зуби частіше.
Згадайте, як красиво виглядали здорові червоні кров'яні тільця. А тепер подивіться, якими вони стають у павутинні смертельно небезпечного кров'яного тромбу. У центрі знаходиться біле кров'яне тільце (лейкоцит).
Перед вами вигляд вашої легені зсередини. Порожні порожнини - це альвеоли, де відбувається обмін кисню на вуглекислий газ.
А тепер погляньте, як відрізняються деформовані на рак легені від здорових на попередньому знімку.
Ворсинки тонкої кишки збільшують її площу, що сприяє кращому засвоєнню їжі. Це вирости неправильної циліндричної форми заввишки до 1,2 мм. Основу ворсинки складає пухка сполучна тканина. У центрі, подібно до стрижня, проходить широкий лімфатичний капіляр, або чумацький синус, а по сторонах від нього розташовуються кровоносні судини та капіляри. По чумачному синусу в лімфу, а потім у кров потрапляють жири, а по кровоносних капілярах ворсинок надходять у кровотік білки та вуглеводи. При уважному розгляді можна побачити у борозенках харчові залишки.
Тут ви бачите людську яйцеклітину. Яйцеклітина покрита глікопротеїновою оболонкою (zona pellicuda), яка не тільки захищає її, але й допомагає захопити та утримати сперматозоїд. До оболонки прикріплено дві корональні клітини.
На знімку схоплений момент, коли кілька сперматозоїдів намагаються запліднити яйцеклітину.
Це схоже на війну світів, насправді ж перед вами яйцеклітина через 5 днів після запліднення. Деякі сперматозоїди все ще утримуються на її поверхні. Зображення зроблено за допомогою конфокального мікроскопа. Яйцеклітина та ядра сперматозоїдів пофарбовані в пурпуровий колір, тоді як джгутики сперматозоїдів – у зелений. Блакитні ділянки – це нексуси, міжклітинні щілинні контакти, що здійснюють зв'язок між клітинами.
Ви присутні на початку нового життєвого циклу. Шестиденний ембріон людини імплантується в ендометрій, слизову оболонку порожнини матки. Побажаємо йому удачі!
Червоні кров'яні тільця
Розщеплене людське волосся
Клітини Пуркіньє
Чутливі волоски вуха
Кровоносні судини зорового нерва
Смаковий сосочок язика
Зубний наліт
Легкові альвеоли
Ворсинки тонкої кишки
Давай здійснимо подорож своїм тілом за допомогою мікроскопа! Починаючи з голови та закінчуючи органами тазу. Я думаю, тобі буде дуже цікаво!
Багато з представлених тут зображень зроблені за допомогою скануючого електронного мікроскопа (СЕМ). Пучок електронів, що випускається таким приладом, взаємодіє з атомами необхідного об'єкта, результатом чого стають 3D-зображення високої роздільної здатності. Збільшення в 250 000 разів дозволяє розглянути деталі розміром 1-5 нанометрів (тобто мільярдних часток метра).
Перше СЕМ-зображення отримав у 1935 Макс Кнолль, а вже в 1965 Кембриджська інструментальна компанія запропонувала фірмі «Дюпон» свій «Стереоскан». Нині такі пристрої широко застосовують у науково-дослідних центрах.
1 Червоні кров'яні тільця
Тут зображено, можна сказати, основу твоєї крові - червоні кров'яні тільця. На цих симпатичних двояковогнутих клітинах лежить відповідальне завдання розносити по всьому тілу кисень. Зазвичай в одному кубічному міліметрі крові таких клітин 4-5 мільйонів у жінок та 5-6 мільйонів у чоловіків. У людей, які живуть на високогір'ї, де відчувається нестача кисню, червоні тільця ще більше.
2 Розщеплене людське волосся
Щоб уникнути такого невидимого для звичайного ока розщеплення волосся, треба регулярно стригтися та користуватися гарними шампунями.
3 Клітини Пуркіньє
Зі 100 мільярдів нейронів твого мозку клітини Пуркіньє одні з найбільших. Крім іншого, вони відповідають у корі мозочка за рухову координацію. На них згубно діють як отруєння алкоголем.
4 Чутливі волоски вуха
Ось як виглядають стереоцилії, тобто чутливі елементи вестибулярного апарату усередині твого вуха. Уловлюючи звукові коливання, вони контролюють механічні рухи у відповідь і дії.
5 Кровоносні судини зорового нерва
Тут зображені кровоносні судини сітківки ока, що виходять із забарвленого в чорний колір диска зорового нерва.
6 Смаковий сосочок мови
На язику у людини знаходиться близько 10 000 смакових рецепторів, які допомагають визначити на смак солоне, кисле, гірке, солодке та гостре.
7 Зубний наліт
Щоб на зубах не було таких схожих на необмолочені колоски нашарувань, бажано чистити зуби частіше.
8 Легенєві альвеоли
Перед тобою вигляд твоїх легень зсередини. Порожні порожнини - це альвеоли, де відбувається обмін кисню на вуглекислий газ. У курця ці альвеоли чорні. Куріння це шкода здоров'ю.
9 Ворсинки тонкої кишки
Ворсинки тонкої кишки збільшують її площу, що сприяє кращому засвоєнню їжі. Це вирости неправильної циліндричної форми заввишки до 1,2 мм. Основу ворсинки складає пухка сполучна тканина. При уважному розгляді можна побачити у борозенках харчові залишки.
Бережи своє здоров'я!
Людське тіло є формою існування живої матерії. У ньому безперервно протікає обмін речовин, підтримується здатність до розмноження. Наука, що вивчає тканинні клітини та позаклітинні структури, що мають загальну будову та функції, називається гістологією. Метою цього огляду є знайомство з тканинами під мікроскопом- біологія у цій тематиці тісно переплітається з медициною. Перші знання були отримані задовго до винаходу оптичних приладів, але наш час гістологічні дослідження практично немислимі без мікроскопії.
Розглянемо тканини під мікроскопом- біологія класифікує їх у чотири групи. Епітеліальна- Зовнішній шар шкіри людини, вистилає порожнини організму, утворює залози та оболонки внутрішніх органів. Вона поділяється на залізистий, кубічний та плоский епітелій. Клітини мають зовнішній вигляд, представлений малюнку №1.
Сполучна(допоміжна) - забезпечує міцність, еластичність та опору всіх органів, що містить у середньому 70-80 відсотків їх маси. Вона зберігає тепло, запобігає пошкодженню, ударам, складає строму і дерму. Діляється на хрящову, кісткову, жирову та щільну.
М'язова- відповідає рух, здатна до скорочень, тобто. зміни розмірів клітин під впливом біологічно активних хімічних субстанцій. Класифікація: поперечно смугаста скелетна, серцева, гладка.
Нервова- Створює умови для взаємопов'язаної регуляції діяльності всіх систем і складається з електрично збудливих нейронів (містять ядро і безліч відростків).
Методика вивчення тканин полягає у виготовленні мікропрепарату та його перегляді під мікроскопом. Метод мікроскопування називається «метод світлого поля в проходить світлі». Що це означає: світлові промені знизу нагору проходять крізь препарат та збільшувальні лінзи, формуючи зображення. Для забезпечення цього процесу знадобиться нижнє підсвічування - дзеркальне або світлодіодне.
Приготування гістологічного зразка:
- Проводиться фіксація фрагмента тканини. Її мета - збереження прижиттєвої структури, навіщо здійснюється довготривала обробка водним розчином формальдегіду (формаліном). Це перешкоджає її гниття та розпаду.
- Зневоднення для подальшого мікротомування. Це надається твердості. Ущільнення можна досягти шляхом послідовного занурення в ксилол та етиловий спирт. Також використовується ізопропанол завдяки невисокій токсичності.
- Заливка розплавленим парафіном.
- Нарізка за допомогою мікротома шматочків завтовшки 1-50 мкм (мікрометрів).
- Підфарбовування гематоксиліном та еозином - робить все значні ділянки мікрозразка контрастними.
- Висновок між предметним та покривним склом. При великих збільшеннях це забезпечить найкраще фокусування по всій площині.
- Кратність збільшення повинна поступово змінюватися від найменшої до високої. Спочатку задійте комбінацію: об'єктив 4x, окуляр 10x, що разом дає 4*10=40 крат.
- Розташовуйте мікропрепарат тканини по центру столика мікроскопа і перевірте, щоб конденсор (диск з діафрагмами) був повернутий до освітлювача найширшим отвором.
- Фокусуйтеся плавно та повільно, не допускайте трясіння та неакуратних дотиків штатива.
Організм людини – це настільки складний та злагоджений "механізм", що більшість із нас навіть уявити не може! Ця серія фотографій, зроблених за допомогою електронної мікроскопії, допоможе вам більше дізнатися про свій організм і побачити те, що ми у своєму звичайному житті побачити не можемо. Ласкаво просимо до органів!
Альвеоли легень із двома червоними кров'яними тільцями (еритроцитами). (фото CMEABG-UCBL/Phanie)
30-кратне збільшення основи нігтя.
Райдужна оболонка ока та прилеглі структури. У правому нижньому кутку – край зіниці (синім кольором). (фото STEVE GSCHMEISSNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY)
Червоні кров'яні тільця вивалюються (якщо можна сказати) з розірваного капіляра.
Нервовий закінчення. Це нервове закінчення було розкрито, щоб побачити везикули (помаранчевого та синього кольорів), що містять хімічні речовини, які використовуються для передачі сигналів у нервовій системі. (фото TINA CARVALHO)
Згорнута кров.
Червоні кров'яні тільця в артерії.
Легка людина.
Рецептори смаку на язиці.
Вії, 50-кратне збільшення.
Подушечка пальця, 35-кратне збільшення. (Фото Richard Kessel)
Потова пора, що виходить на поверхню шкіри.
Кровоносні судини, що йдуть від соска зорового нерва (місця вступу зорового нерва в сітківку).
Яйцеклітина, яка дає початок новому організму, є найбільшою клітиною в організмі людини: її вага дорівнює вазі 600 сперматозоїдів.
Сперматозоїди. Лише один сперматозоїд проникає в яйцеклітину, долаючи шар невеликих клітин, що її оточують. Як тільки він у неї потрапляє, вже ніякий інший сперматозоїд зробити це не зможе.
Ембріон людини та сперматозоїди. Яйцеклітина була запліднена 5 днів тому, при цьому деякі сперматозоїди, що залишилися, все ще до неї прилипають.
8-денний ембріон на початку свого життєвого циклу.
Ракові клітини розвиваються із здорових частинок організму. Вони не проникають у тканини та органи ззовні, а є їхньою частиною.
Під впливом невивчених остаточно чинників злоякісні формування перестають реагувати на сигнали і починають поводитися інакше. Змінюється зовнішній вигляд клітини.
Злоякісна пухлина формується з однієї клітини, яка стала раковою. Відбувається це через видозміни, що відбуваються в генах. Більшість злоякісних частинок мають 60 і більше мутацій.
Перед остаточним перетворенням на ракову клітину, вона проходить низку трансформацій. В результаті частина патологічних осередків гине, але одиниці виживають і стають онкологічними.
При мутації нормальної клітини вона перетворюється на стадію гіперплазії, потім атипової гіперплазії, перетворюється на карциному. Згодом вона стає інвазивною, тобто переміщається організмом.
Що таке здорова частка
Вважають, що клітини є першим щаблем у створенні всіх живих організмів. Вони відповідають забезпечення всіх життєвих функцій, наприклад зростання, обміну речовин, передачі біологічної інформації. У літературі їх прийнято називати соматичними, тобто тими, що становлять все тіло людини, крім тих, що беруть участь у статевому розмноженні.
Частинки, у тому числі складається людина, дуже різноманітні. Однак вони мають низку загальних ознак. Усі здорові елементи проходять одні й самі стадії свого життєвого шляху. Починається все від народження, потім відбувається процес дозрівання та функціонування. Закінчується загибеллю частки внаслідок спрацьовування генетичного механізму.
Процес самознищення називається апоптозом, він відбувається без порушення життєздатності навколишніх тканин та запальних реакцій.
За свій життєвий цикл здорові частинки діляться певну кількість разів, тобто вони починають відтворюватися лише якщо є необхідність. Відбувається після отримання сигналу до поділу. Ліміт поділів відсутній у статевих та стовбурових осередків, лімфоцитів.
П'ять цікавих фактів
Злоякісні частинки формуються із здорових тканин. У процесі свого розвитку вони починають суттєво відрізнятися від звичайних клітин.
Вченим вдалося виявити основні особливості частинок онкоформування:
- Нескінченно ділиться- Паталогічна клітина постійно подвоюється і збільшується в розмірах. Згодом це призводить до утворення пухлини, що складається з величезної кількості копій онкологічної частки.
- Клітини відокремлюються одна від одної і існують автономно– вони втрачають молекулярний зв'язок між собою та перестають триматися разом. Це призводить до переміщення злоякісних елементів по організму та їхнього осідання на різних органах.
- Не може керувати своїм життєвим циклом- За відновлення клітини відповідає білок р53. У більшості ракових осередків цей білок несправний, тому керування життєвим циклом не налагоджено. Фахівці називають такий дефект безсмертям.
- Відсутність розвитку- Злоякісні елементи втрачають сигнал з організмом і займаються нескінченним розподілом, не встигаючи дозрівати. Через це у них утворюються множинні генні помилки, що впливають на їх функціональні здібності.
- Кожна клітина має різні зовнішні параметри– патологічні елементи формуються із різних здорових частин організму, які мають свої особливості у зовнішності. Тому вони відрізняються розміром та формою.
Зустрічаються злоякісні елементи, які утворюють грудок, а накопичуються у крові. Прикладом є лейкози. При розподілі ракові осередки отримують все більше помилок. Це призводить до того, що наступні елементи пухлини можуть відрізнятися від початкової патологічної частинки.
Багато фахівців вважають, що онкологічні частки починають переміщатися всередині організму відразу після формування новоутворення. Для цього вони використовують кровоносні та лімфатичні судини. Більша частина їх гине внаслідок роботи імунної системи, але одиниці виживають і осідають на здорових тканинах.
Вся докладна інформація про ракові клітини в цій науковій лекції:
Будова злоякісної частки
Порушення в генах призводять не лише до змін у функціонуванні клітин, а й до дезорганізації їхньої будови. Вони змінюються у розмірі, внутрішній будові, формі повного набору хромосом. Ці видимі порушення дозволяють фахівцям відрізнити їхню відмінність від здорових частинок. Вивчення клітин під мікроскопом дозволяє діагностувати рак.
Ядро
У ядрі розташовані десятки тисяч генів. Вони керують функціонуванням клітини, диктуючи їй її поведінку.Найчастіше ядра розташовуються в центральній частині, проте в деяких випадках можуть зміщуватися до однієї із сторін мембрани.
У ракових клітин найбільше відрізняються ядра, вони стають більшими, набувають губчастої структури. Ядра мають вдавлені сегменти, порізану мембрану, збільшені та спотворені ядерця.
Протеїни
Завдання протеїнів у виконанні основних функцій, які необхідні підтримки життєздатності клітини.Вони транспортують до неї поживні речовини, перетворять в енергію, передають інформацію про зміни у зовнішньому оточенні. Деякі протеїни є ферментами, завдання яких у перетворенні речовин, що не використовуються, у необхідні продукти.
У раковій клітині протеїни видозмінюються, вони втрачають здатність виконувати свою роботу правильно. Помилки торкаються ферментів і життєвий цикл частки змінюється.
Мітохондрія
Частина клітини, у якій такі продукти як протеїни, цукор, ліпіди перетворюються на енергію, називається мітохондрією. При такому перетворенні використовується кисень. В результаті утворюються такі отруйні відходи, як вільні радикали. Вважається, що саме вони можуть запускати процес перетворення клітини на ракову.
Плазматична мембрана
Всі елементи частки оточені стінкою, створеною з ліпідів та протеїнів. Завдання мембрани утриманні всіх їх у своїх місцях. До того ж вона перегороджує шлях тим речовинам, які повинні потрапляти в осередок з організму.
Спеціальні протеїни мембрани, що є її рецепторами, виконують важливу функцію. Вони передають у комірку закодовані послання, за якими вона реагує на зміни у навколишньому середовищі.
Неправильне прочитання генів призводить до змін у виробництві рецепторів. Через це частка не дізнається про зміни у зовнішньому середовищі та починає вести автономний спосіб існування. Подібна поведінка призводить до раку.
Злоякісні частинки різних органів
Ракові клітини можна розпізнавати за особливостями їхньої форми. Вони не тільки поводяться інакше, але й виглядають не так як нормальні.
Вчені з університету Кларксона провели дослідження, в результаті яких дійшли висновку, що здорові та патологічні частки відрізняються геометричними контурами. Наприклад, злоякісні клітини раку шийки матки мають вищий ступінь фрактальності.
Фрактальними називаються геометричні фігури, які складаються з подібних частин. Кожна з них є копією всієї фігури.
Зображення ракових клітин вчені змогли одержати за допомогою атомно-силового мікроскопа. Прилад дозволив отримати тривимірну карту поверхні частки, що вивчається.
Вчені продовжують вивчати зміни фрактальності під час процесу перетворення нормальних частинок на онкологічні.
Рак легенів
Патологія легень буває недрібноклітинною та дрібноклітинною. У першому випадку частинки пухлини діляться повільно, на пізніх стадіях вони відщипуються від материнського вогнища і переміщаються організмом за рахунок струму лімфи.
У другому випадку частки новоутворення відрізняються дрібними розмірами та схильністю до швидкого поділу. За місяць кількість ракових частинок збільшується вдвічі. Елементи пухлини здатні поширюватися як у органи, і у кісткові тканини.
Клітина має неправильну форму із округлими ділянками. На поверхні видно множинні нарости різної структури.Колір осередку по краях бежевий, а до середини стає червоним.
Рак грудей
Онкоформування в грудях може складатися з частинок, які перетворилися з таких компонентів, як сполучна та залізиста тканина, протоки. Самі елементи пухлини можуть бути великими та дрібними. При високодиференційованій патології грудей частки відрізняються ядрами однієї величини.
Осередок має округлу форму, її поверхня пухка, неоднорідна. Від неї на всі боки виступають довгі прямі відростки. По краях колір ракової клітини світліший і яскравіший, а всередині темніший і насиченіший.
Рак шкіри
Онкологія шкіри найчастіше пов'язана з перетворенням на злоякісну форму меланоцитів. Клітини розташовані у шкірному покриві у будь-якій частині тіла. Фахівці часто пов'язують ці патологічні зміни із тривалим перебуванням на відкритому сонці чи солярії. Ультрафіолетове випромінювання сприяє мутації здорових елементів шкіри.
Ракові клітини тривалий час розвиваються лежить на поверхні шкірних покривів. У деяких випадках патологічні частинки поводяться агресивніше, швидко проростаючи глибоко в шкіру.
Онкологічний осередок має округлу форму, по всій поверхні якої видно множинні ворсинки.Їх колір світліший, ніж у мембрани.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.