Цыталогія

Цыташкілет клетак эндатэліяцытаў. Флюарэсцэнтны фарбавальнік.

Цытало́гія (грэч. κύτος — «ёмішча», «клетка» і λόγος — «вучэнне», «навука») — раздзел біялогіі, які вывучае будову, хімічны склад, функціі, індывідуальнае развіццё і эвалюцыю клетак жывых арганізмаў. Прадметам вывучэння цыталогіі з’яўляецца, адпаведна, клетка, асноўным метадам даследаванняў — мікраскапія, тэарэтычнай асновай — клетачная тэорыя. Разам з назвай цыталогія можна сустрэць назвы клетачная біялогія, або біялогія клеткі (англ.: cell biology).

Навука аб клетцы цесна звязаная з іншымі раздзеламі біялогіі. Як правіла, разглядаецца разам з гісталогіяй і эмбрыялогіяй. Працэсы, якія вывучаюцца цыталогіяй з’яўляюцца базісам працэсаў анатоміі, фізіялогіі, генетыкі, біяхіміі, а таксама малекулярнай біялогіі і клінічных дысцыплін. Цыталагічны аналіз з'яўляецца асновай вывучэння развіцця такой хваробы як рак, а таксама многіх іншых захворванняў і паталогій.

Падзяляецца на агульную і прыватную. Агульная цыталогія вывучае найбольш агульныя структурна-функцыянальныя ўласцівасці, якія маюцца ва ўсіх клетках арганізма. Прыватная разглядае канкрэтныя характарыстыкі пэўных тканак і органаў, якія тлумачацца іх развіццём, жыццядзейнасцю і функцыямі, якія выконвае клетка. У шэрагу раздзелаў цыталогіі — карыясістэматыка, радыяцыйная цыталогія, імунацыталогія, цытапаталогія, клетачная інжынерыя.

Назва

У навуковай англамоўнай літаратуры тэрмін «біялогія клеткі» амаль цалкам выціснуў назву «цыталогія» у тых выпадках, калі размова ідзе аб вывучэнні фундаментальных заканамернасцей будовы і функцыі клетак. У сваю чаргу тэрмін «цыталогія» стаў ужывацца у вельмі абмежаваных выпадках: пры вызначэнні ўжытковых дыягнастычных даследванняў клетачнага матэрыялу. У беларускамоўнай і рускамоўнай літаратуры ў абодвух выпадках ужываецца тэрмін «цыталогія». У сучаснай навуковай літаратуры на ўкраінскай мове таксама ўжываецца варыянт клітинна біологія.

Сувязь цыталогіі з іншымі навукамі

Т.я. цыталогія вывучае клетку — асноўны структурны элемент жывога — яна з’яўляецца базіснай дысцыплінай і папярэднічае вывучэнню агульнай і прыватнай гісталогіі — навуцы аб тканках, іх функцыянаванні, развіцці і марфалогіі, а таксама эмбрыялогіі — навуцы аб развіцці арганізма вышэйшых жывёл.

З той жы прычыны цыталогію абавязкова вывучаюць з клінічных прычын — для разумення працэсаў паталогіі і іх вырашэння. Цыталогія разам з гісталогіяй і эмбрыялогіяй ствараюць аснову для вывучэння фундаментальных медыка-біялагічных дысцыплін: анатоміі, фізіялогіі, біяхіміі, імуналогіі. Даныя цыталагічных і гісталагічных даследванняў часта выкарыстоўваюцца пры пастаноўцы дыягназу.

Цыталогія і гісталогія выкарыстоўваюцца ў метадах біятэхналогіі, якія побач з разнастайнымі мікраарганізмамі ўжываюць культуры клетак і тканак. Асабліва моцна гэтыя навукі звязаныя з тканкавай інжынерыяй — вырошчваннем у штучных умовах клетак, тканак і органаў для наступнай трансплантацыі ці замены пашкоджаных у выніку траўмы ці захворвання.

Цыталогія як навука

Цыталогію, роўна як і гісталогію, і эмбрыялогію, адносяць да марфалагічных навук, хаця раней яны ў значнай меры мелі апісальны характар. Вывучэнне клетак і тканак прынятымі цталагічнымі і гісталагічнымі метадамі ў тыя часы не давала дакладнага адказу на пытанне аб функцыянальным стане гэтых структур. Аднак апошнія некалькі дзесяцігоддзяў зрабілі цыталогію здольнай непасрэдна ацэньваць функцыянальныя характарыстыкі клетак і іх кампанентаў. У асноўным гэта звязана з развіццём такіх марфалагічных метадаў як цытахімія, імунацытахімія, аўтарадыяграфія, гібрыдызацыя in situ і некаторых іншых. Такім чынам цыталогію можна назваць морфафункцыянальнай навукай.

Паняцце аб функцыянальным аспекце цыталогіі ўключае не толькі вывучэнне функцый асобных структурных кампанентаў, але і ўяўленні аб заканамернасцях і асаблівасцях іх будовы і дзейнасці ў розных фізіялагічных станах (такое вучэнне называецца цытафізіялогіяй): пры ўзвышанай і паніжанай актыўнасці, пры росце і развіцці, пры працэсах старэння і г.д.

Задачы цыталогі

Найбольш істотнымі задачамі цыталогіі як навукі называюцца:

• Вывучэнне будовы і функцыянавання клетак;
• Вывучэнне хімічнага складу клетак;
• Вывучэнне функцый асобных клетачных кампанентаў;
• Даследванне працэсаў аднаўлення клетак;
• Прыстасаванне клеткі да ўмоў навакольнага асяроддзя;
• Вызначэнне асаблівасцей будовы спецыялізаваных клетак;
• Даследванне развіцця спецыфічных клетачных структур.

Гісторыя

Як самастойная навука цыталогія сфармавалася у канчатку XIX ст. У 1884 г. выйшла кніга французскага навукоўца Жана Батыста Карнуа "Біялогія клеткі", у якой быў абагульнены назапашаны да гэтага часу матэрыял і дадзена абгрунтаванне трох асноўных задач мікраскапічнага даследавання жывых арганізмаў - агульнай, вышэйшай і спецыяльнай біялогіі клеткі або цыталогіі. Гэтую дату і можна лічыць пачаткам самастойнага развіцця цыталогіі.

Як кожная самастойная навука, цыталогія мае уласны прадмет, метады і тэарэтычную аснову. На фараванне цыталогіі найбольшы ўплыў аказалі такія падзеі, як вынаходніцтва мікраскопа, адкрыццё клеткі і стварэнне клетачнай тэорыі. Першы мікраскоп быў сканструяваны італьянскім фізікам Г. Галілеем у 1609 г. як мадыфікацыя створанага ім раней тэлескопа. Ён уяўляў сабой доўгую трубу з выпуклым аб'ектывам і ўвагнутым акулярам і далейшага распаўсюду не атрымаў.  З дапамогай гэтага мікраскопа Ф. Стелучы ў 1625 г. выявіў фасеткавуя будову вачэй пчалы, а Ф. Чэзі ў 1628 вывучаў споры папараці.  Наступныя мадэлі мікраскопаў, якія выраблялі па схеме І. Кеплера, уяўлялі сабой настольныя прыборы з выпуклым аб'ектывам і акулярам. Адначасова з канца XVI ст. сталі шырока выкарыстоўвацца так званыя "простыя мікраскопы", якія складаліся з адной дваякапукатай лінзы невялікага дыяметра.  Менавіта такім прыборам карыстаўся, які адкрыў пратыстаў, галандзец А. Левенгук.

"Просты" мікраскоп А. Левенгука

Клеткі раслін былі ўпершыню апісаны ангельскім фізікам Р. Гукам ў кнізе "Мікраграфія", апублікаванай у 1665. Вывучаючы зрэзы коркі, стрыжні бузіны і мякаці іншых раслін, Р. Гук выявіў, што ўсе яны складаюцца з аднатыпных структур - замкнёных бурбалак, якім ён даў назву cellula (ячэйка). Ён таксама вылічыў, што ў адной кубічнай цале расліннай тканкі (1

цаля = 25,4 мм) змяшчаецца каля 125 млн. клетак. Адкрыццё клеткі Р. Гукам стымулявала мікраскапічныя даследаванні жывых арганізмаў.  У 1671 выйшлі ў свет працы італьянца М. Мальпігі "Анатомія раслін" і ангельца Н. Гру "Пачаткі анатоміі раслін", якія былі прысвечаны вывучэнню мікраскапічнага будовы раслін. Мяркуючы, што органы раслін складаюцца ў асноўным з пераплеценых валокнаў, Н. Гру ўвёў у цыталогію паняцце "тканка".

Клеткавая тэорыя

Клеткавая тэорыя была выкладзена нямецкім навукоўцам Т. Шванам у манаграфіі «Мікраскапічныя даследавання", якая была апублікаваная ў 1839 г. У ёй Т.  Шван абгрунтаваў прынцыпы, якія заклалі тэарэтычныя асновы цыталогіі. Рудольф Вірхоў пазней (1858) дапоўніў яе найважнейшым пунктам (ўсякая клетка з'яўляецца ад іншай клеткі - «cellula e cellula»).

Асноўныя палажэнні сучаснай клеткавай тэорыі:

1. Клетка - гэта элементарная, функцыянальная адзінка будовы ўсяго жывога. (Акрамя вірусаў, якія не маюць клеткавай будовы)
2. Клетка - адзіная сістэма, яна ўключае мноства заканамерна звязаных паміж сабой элементаў, якія ўяўляюць цэласнае ўтварэнне, якое складаецца з звязаных функцыянальных адзінак - арганоідаў.
3. Клеткі ўсіх арганізмаў гамалагічныя.
4. Шматклеткавы арганізм уяўляе сабой складаную сістэму з мноства клетак, аб'яднаных і інтэграваных у сістэмы тканак і органаў, звязаных адзін з адным.
5. Клеткі шматклеткавых арганізмаў тотыпатэнтныя.

Разуменне універсальнасці клеткавай будовы жывых арганізмаў з'явілася адным з галоўных фактараў развіцця цыталогіі і іншых біялагічных навук.