组织学/组织学绪论

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组织学

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组织学(histology)与胚胎学(embryology)是相互关联的两门学科,我国医学教育习惯地将它们列为一门基础课程。组织学是研究机体微细结构及其相关功能的科学,它是以显微镜观察组织切片为基本方法的,故又称显微解剖学(microanatomy)。从细胞的发现和细胞学说的建立起始,组织学发展迄今为已有300余年历史。英国人Hooke(1635~1703)用放大镜观察软木塞薄片,首先描述了细胞壁所成的小室,称之为“cell”。意大利人Malpighi(1628~1694)用放大镜观察了脾、肺、肾等的组织结构,荷兰人Leeuwenhoek(1632~1723)用较高倍的放大镜发现了精子红细胞肌细胞神经细胞等,荷兰人Graaf(1641~1673)观察报道了卵泡。法国人Bichat(1771~1822)用放大镜观察肉眼解剖的组织,并于1801年发表的“膜的研究”一文,首次提出“组织”(法文tissu,原意为编织物)一词,还将人体的组织分为21种。德国人Meyer(1819)又将组织重新分类为8种,并创用Histology一词。Brown(1831)进而发现了细胞核,对细胞的结构有了初步的认识。在有机体结构长期研究和争议的基础上,德国学者Schleiden(1804~1881)和Schwann(1810~1882)于1838~1839年分别指出细胞是一切植物和动物的结构、功能和发生的重要单位,创立了细胞学说,成为组织学、胚胎学、生理学病理学等生命科学发展的重要里程碑,被誉为是19世纪自然科学的三大发现(细胞学说、物质和能量守恒定律、达尔文进化论)之一。此后不久,德国学者Virchow(1821~1902)于1858指出细胞只源于细胞,细胞损害是一切疾病的基础,建立了细胞病理学说,使细胞学说更趋完善。19世纪中期以后,随着光学显微镜、切片技术及染色方法的不断改进与充实,推进组织学的继续发展。本世纪初至中期,陆续制成相差显微镜偏光显微镜、暗视野显微镜、荧光显微镜紫外光显微镜等特殊显微镜,并用之于组织学研究;与此同时,组织化学组织培养放射自显影等技术也渐建立和完善并广泛应用,组织学研究更趋深入,资料日益丰富。本世纪40年代电子显微镜问世,并不断改进,至今已广泛用于观察细胞和组织的微细结构及其不同状态下的变化,使人类对生命现象结构基础的认识深入到更微细的境界,其中许多重要资料已列为现代组织学的基本内容。

我国组织学研究起始于本世纪之初,组织学是从人体解剖学分化出来的一门较年轻的科学。我国老一辈组织学家如马文昭(1886~1965)、鲍鉴清(1893~1982)、王有琪(1899~)、张作干(1907~1969)、李肇特(1913~)、薜社普(1917~)等,他们在学科建设、科学研究和人才培养等方面做出了历史性贡献。

近30年科学技术发展更为迅猛,许多新技术、新设备不断涌现并用之于细胞学和组织学的研究,诸如免疫细胞化学术、单克隆技术、细胞分离术、细胞融合术、显微分光光度计、图像分析仪与立体计量术、同位素示踪术、流式细胞术、蛋白质核酸的分离提取及原位检测、原位杂交等核酸分子杂交术、X-射线衍射技术、X-射线显微分析术,以及分子重组基因工程等。这些新技术大多与计算机技术相结合,对细胞进行微观和微量的定性和定量分析,使组织学的研究进入更深入而广阔的境地。

组织(tissue)是由细胞(cell)和细胞间质(intercellular substance)组成,众多细胞由细胞间质组合在一起构成一细胞群体。细胞是组织的结构和功能单位,高等动物和人体的细胞有成百上千种类型,各种细胞具有一定的形态结构特点,合成与功能相关的特殊蛋白质,表达某种代谢特点和功能活动,即为细胞的表现型(phenotype)。细胞间质是由细胞产生的非细胞物质,包括纤维基质和不断流动的体液(血浆淋巴组织液等),它们参与构成细胞生存的微环境(microenvironment),起支持、联系、营养和保护细胞的作用,对细胞的分化、运动、信息沟通也有重要影响。组织微环境的稳定是保持细胞增殖、分化、代谢和功能活动的重要条件,微环境成分的异常变动也可使细胞发生病理变化。组织有多种类型,每种组织具有某些共同的形态结构特点和相关的功能。一般传统性将组织分为四种,即上皮组织结缔组织肌组织神经组织,称为基本组织(primary tissue)。但现代组织学的研究愈来愈多地发现,一种组织内的细胞结构和功能往往是多种多样的,它们的起源也不同;因此应认识到,组织分类是一种归纳性的相对意义的概念,不能机械僵化地理解。几种组织相互结合,组成器官(organ)和系统(system),人体的组成包括神经内分泌免疫、循环、皮肤、感官、消化呼吸、泌尿、生殖等系统。

医学组织学的研究对象是人体,但人体材料来源受限,尤其是许多实验性研究的开展,需选用实验动物为材料。应用显微镜观察机体的组织结构及其形态演变,称为描述组织学。一般光学显微镜下所见的结构,称光镜结构电子显微镜下显示的结构,称超微结构(ultrastructure)研究不同动物种系的组织结构和功能的,称为比较组织学。应用实验方法研究组织结构与功能的动态变化、理化因子或生物因子的调节或影响,以及致病、致癌等机理,称为实验组织学。从分子水平探讨细胞和组织的功能及其异常变化的机理,则属分子生物学

不言而喻,学习医学科学必须首先熟悉人体的结构、组成及其基本生命现象,组织学、从微观水平阐明机体的结构与相关功能,无疑是医学教育的重要入门课程之一,它为生理学、生物化学、免疫学、病理学以及临床医学等的学习奠定坚实基础。组织学是以微细结构的形态描述为其基本内容,但随着生命科学的研究不断深入,现代组织学的内容与60年代相比已发生巨大变化。它的内容不断充实、更新和扩展,不仅形态观察更微细深入,而且涉及的领域更为广阔,从整体水平、细胞水平和分子水平探索许多复杂生命现象的物质基础以及环境与生物体的相互关系;不仅与现代生物学和医学的许多重大理论进展相关,而且与人类社会面临的众多实际问题和疾病防治密切相关。诸如:细胞增殖与分化的调控,细胞突变癌变与逆转,细胞运动与迁移,细胞识别与通讯,细胞与组织的移植,细胞与组织的衰老,细胞与免疫、组织与器官的再生,神经调节体液调节环境污染与组织病变等等。这些问题的研究与解决,都需要多学科的密切协作和高技术的综合应用,组织学也处于当代生命科学各学科相互交叉的网络中,与分子生物学、细胞生物学、生理学、生物化学、生物物理学、免疫学、病理学、肿瘤学、环境毒理学等,理论上相互关联渗透,技术上相互引用促进,关系日益密切。在基础医学各门课程的教学中,处处可看到现代医学的这种发展势头。

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