Основы общей и клинической цитологии

Общая цитология — наука, изучающая черты строения и функ­ционирования клеток и их производных. Она исследует отдельные клеточные структуры, их участие в общеклеточных физиологических процессах, пути регуляции этих процессов, воспроизведение клеток и их компонентов, приспособление клеток к условиям среды, реакции на действие различных факторов, патологические изменения клеток.
Клиническое цитологическое исследование — это оценка характерис­тик морфологической структуры клеточных элементов в цитологическом препарате с целью установления диагноза доброкачественной или злокачественной опухоли и неопухолевых поражений. Оно основано на изучении с помощью микроскопа особенностей строения клеток, клеточного состава органов, тканей, жидкостей организма человека в норме и при патологических процессах. Отличие цитологического исследования от гистологического заключается в том, что изучаются не срезы тканей, а клетки; заключение цитолога основывается на особенностях изменения ядра, цитоплазмы, образования структур и комплексов клеток.

ОБЪЕКТЫ КЛИНИЧЕСКОЙ ЦИТОЛОГИИ

Организм человека — целостная система, в которой все взаимосвяза­но, взаимообусловлено.
Организм состоит из систем органов и тканей, которые в свою оче­редь состоят из:
Клеток
Межклеточных веществ
Жидкостей.

Клетка — элементарная структурная и функциональная единица всех живых организмов.
Клетка обладает способностью приспосабливаться к условиям среды, видоизменяться и реагировать на различные факторы раздра­жения.
Клетки существуют как самостоятельные клетки-организмы (бак­терии, простейшие) или входят в состав тканей многоклеточных организмов.

Строение клетки.
Каждая клетка состоит из ядра и цитоплазмы, отделенных друг от друга и окружающей среды оболочками (мембранами).
Цитоплазма – сложная коллоидная система, в которой осуществляются процессы обмена и поддерживается клеточный гомеостаз, т.е. постоянство внутренней среды.

Цитоплазма содержит:
Цитозоль, или гиалоплазма – это основное вещество цитоплазмы, имеет вид однородного стекловидного вещества, содержащего воду, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты.
Рибосомы – это плотные сферические образования 15-30 нм без мембраны, обеспечивают синтез белка путем соединения аминокислот в полипептидные цепочки.
Цитоскелет – это опорный аппарат, основа движения всей клетки и ее органелл.
Включения – временные компоненты цитоплазмы, появляющиеся в процессе жизнедеятельности клетки. В зависимости от физического состояния различают плотные включения – гранулы и включения с жидким содержимым – вакуоли. Гранулы и вакуоли видны при световой микроскопии и их присутствие позволяет идентифицировать такие клетки, как меланоциты (содержат пигмент меланин, при диагнозе меланобластомы), клетки, секретирующие слизь, макрофаги с гемосидерином и др.
Органеллы – клеточный центр, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, лизосомы – субстрат фагоцитоза , пероксисомы – их в световой микроскоп не видим, только в электронный.

Мембрана клетки (плазмолемма) – образует поверхность клетки.
Функции мембраны:
Защитная, барьерная
Транспорт веществ в цитоплазму и из нее
Распознавание данной клеткой других клеток и межклеточного вещества
Движение клеток

Мембрана клетки
Функции мембраны

Ядро – важнейший компонент клетки, содержащий ее генетический аппарат – гены, ДНК, хромосомы.
Функции ядра:
Хранение генетической информации – в молекулах ДНК, находящихся в хромосомах
Реализация генетической информации – контроль разнообразных процессов в клетке
Воспроизведение и передача генетической информации (при делении клетки).

Структурные компоненты ядра.
Ядерная оболочка – кариолемма.
Ядерный сок – кариоплазма – жидкий компонент ядра, в котором расположены хроматин и ядрышко:
Хроматин (от греческого chroma – цвет) – нить из комплекса ДНК и белка, которые во время клеточного деления образуют хромосомы.
Ядрышко – зона синтеза и накопления рибосомных РНК.

Жизненный цикл клетки.
Фаза роста и размножения
Фаза дифференци-
ровки
Фаза нормальной активности
Фаза старения
Терминальная фаза дезинтеграции и смерти
5 периодов:

Большая часть клеток в организме непрерывно обновляется, и продолжительность жизни клеток постоянна и варьирует в зависимости от типа клетки.
В настоящее время выделяют два пути гибели клетки:
Некроз – это незапрограммированная гибель клетки, это омертвление клеток и тканей в живом организме, жизнедеятельность их полностью прекращается.
Апоптоз – программированный процесс саморазрушения клетки.
Апоптоз считают одним из важных механизмов, препятствующих злокачественному росту. В организме достаточно часто происходят мутации, в результате чего любая клетка может стать родоначальником злокачественной опухоли. Однако, в результате того, что в такой клетке активируется ген, отвечающий за апоптоз, клетка погибает и злокачественная опухоль не развивается.
Конечный этап гибели:
- Аутолиз – разложение мертвого субстрата под действием ферментов.

Цитологические критерии гибели клетки

Межклеточное вещество
Межклеточное вещество вырабатывается почти исключительно клетками соединительной ткани, выполняя две основных функции — механической опоры и питания. Оно представлено двумя типами:
волокнистое;
аморфное.
Волокнистое вещество
Коллаген. Состоит из прочных на растяжение волокон. Содержится в сухожилиях, формируется в рубцах и т.д.
Эластин. Состоит из волокон или пластин. Очень эластичен, хоро­шо растягивается. Присутствует в сосудистых стенках.
Аморфное вещество
Напоминает по консистенции гель или золь. Состоит из белково-углеводных соединений (гликозаминогликанов и протеогликанов) и выполняет опорно-трофическую функцию в межклеточных пространствах, в хрящевой ткани.

Жидкости организма
Кровь состоит из форменных элементов и плазмы и часто называется 5-м типом ткани. Кровь циркулирует по сосудистому руслу, и в зоне капиллярной сети плазма крови проникает (диализирует) через мельчайшие поры капилляров в межклеточное простран­ство, образуя тканевую жидкость.
Тканевой жидкостью пропитано аморфное межклеточное вещест­во. Из плазмы в межклеточную жидкость поступают питательные вещества для тканевых клеток. Продукты обмена клеток выделя­ются в межклеточную жидкость и диффундируют в кровь.
Лимфа. При избыточном образовании тканевая жидкость попа­дает в лимфатические сосуды — систему мелких трубочек — так образуется лимфа.

Учение о тканях.
Ткань – это исторически сложившаяся система клеток и неклеточных структур, обладающая общностью строения и специализированная на выполнении определенных функций.

Классификация тканей

Эпителиальная ткань – выстилает поверхность тела, серозные оболочки, внутренние поверхности полых органов и образует железы (железы желудка, слюнные железы).
Функции – защитная, обмен веществ, секреторная.
Общие признаки:
Пласт клеток
Имеет базальную мембрану
Пласт клеток обладает полярностью
Высокая регенераторная способность (быстро делятся клетки, чаще всего митотически).

Строение эпителиальных клеток:
Базальная часть – клетка прилежит к базальной мембране.
Апикальная часть – обращена к свободной поверхности (дистальная часть).
Базальная мембрана – тонкая гомогенная пластина, производное как эпителия, так и соединительной ткани.

Опорно-трофические, или мезенхимные ткани, развиваются из мезенхимы, но морфофункционально разделяются на 2 подгруппы:
Кровь и лимфа – состоят из жидкого межклеточного вещества и свободно взвешенных клеток.
Выполняют трофическую функцию и гуморальную связь между органами.
Соединительная ткань – характерно большое количество волокнистого межклеточного вещества и небольшое количество клеточных элементов.
Функции – трофическая, пластическая, защитная и механическая, т.е. опорная.

a) Собственносоединительная ткань
Клеточные элементы:
- макрофаги
- фибробласты
- плазматические клетки
- лейкоциты
- клетки сосудов
b) Хрящевая ткань
- клетки хондроциты
- клетки хондробласты
- опухоли – хондромы
- хондросаркомы
- большое количество межклеточного межуточного вещества
c) Костная ткань
- остеобласты – создают костную ткань
- остеокласты – клетки, разрушающие костную ткань
Опухоли из костной ткани – остеомы , остеосаркомы.

Мышечная ткань – гладкая и поперечнополосатая мускулатура, основная функция – сокращение.
1. Гладкая мышечная ткань входит в состав внутренних органов, сосудов. Клеточные элементы – миоциты – клетки удлиненной веретенообразной формы.
Поперечнополосатая мышечная ткань – скелетная и сердечная мышцы. Состоит из пучков мышечных волокон. Опухоли – миомы и миосаркомы.

IV. Нервная ткань – зачаток обособляется из эктодермы, в ранние периоды развития зародыша. Содержит нервные клетки нейроциты. Основная их функция – восприятие и проведение возбуждения. Опухоли – невриномы.

Общепатологические процессы в цитологии.

I. Воспаление – сложная , комплексная защитно-приспособительная реакция организма на повреждение тканей различными патогенными раздражителями – как внешними, экзогенными – инфекция, травма, ожог, гипоксия и др., так и внутренними , эндогенными – кровоизлияния, очаг некроза, продукты распада опухоли и др.

Воспаление складывается из последовательно развивающихся фаз:

Образование гранулемы происходит в три стадии:
Гранулемы встречаются при острых и некоторых хронических инфекционных и неинфекционных заболеваниях. Они характерны для инфекционных заболеваний, в основе которых лежит специфическое воспаление (туберкулез, сифилис и др.)

Микроскопия воспаления

II. Регенерация – это восстановление структурных элементов ткани взамен погибших, самовоспроизведение живой материи, восстановление как структуры, так и функции.
Формы регенерации
Клеточная регенерация характерна для кожи, слизистых оболочек ЖКТ, дыхательных и мочевыводящих путей, кроветворной системы, лимфоидной ткани.
Клеточная и внутриклеточная регенерация характерна для печени, почек, поджелудочной железы, легкого, гладких мышц.
Внутриклеточная регенерация свойственна миокарду, скелетным мышцам, что проявляется укрупнением отдельных клеток и ядер.

Морфогенез регенерации (2 фазы):
Пролиферация – усиленное размножение клеток
Дифференцировка – молодые клетки созревают, происходит их структурно-функциональная специализация
Физиологическая регенерация – в течение жизни.
Патологическая регенерация – метаплазия – это переход одного вида ткани в другой, родственный ей вид , при болезни.

Дистрофия – нарушение питания, один из видов повреждения, является морфологическим проявлением нарушения клеточного обмена, ведущим к структурным изменениям.
1. Роговая дистрофия – патологическое ороговение, т.е. избыток рогового вещества- кератина – (белка, богатого серой) в эпителии. Если избыток кератина в ороговевающем эпителии (на коже) – это кератоз (старч. изм.), ихтиоз (наслед. заб-е).
Если избыток рогового вещества на слизистой, где в норме его нет – это называется лейкоплакия (рот полость, шейка матки). Причина лейкоплакии – вирусные поражения, хронические воспаления, авитоминоз.
Исход лейкоплакии определяется степенью распространенности и длительности процесса. Как фоновое заболевание для развития плоскоклеточного рака.
2. Жировая дистрофия – это накопления липидов в цитоплазме в виде крупных или мелких жировых вакуолей.

IV. Дисплазия – это патологический процесс, при котором по всей толще эпителиального слоя или в его части появляются клетки с различной степенью атипии. В зависимости от степени клеточной атипии и строения данного эпителия дисплазию можно разделить на три степени (типа). Степень дисплазии устанавливают по выраженности изменения ядер и клеток слоев.

Определить биологическое значение дисплазии на основании цитологического исследования в каждом конкретном случае невозможно, поскольку диспластические изменения могут подвергаться регрессивным изменениям, процесс может стабилизироваться (например, при лечении ВПЧ), а может прогрессировать и перейти в рак на месте
- процесс, когда структура эпителия нарушена, весь эпителий представлен атипичными клетками, однако базальная мембрана не нарушена, инвазии нет.

Цепь последовательных изменений ткани в процессе бластомогенеза:

Вместе с тем, наряду с гипотезой о предраковых изменениях как о необходимом этапе процесса малигнизации, существует точка зрения о возможности возникновения рака без предшествующих изменений ткани. Основным морфологическим проявлением опухоли является клеточная атипия.
Механизм развития опухолей в организме – онкогенез.
1
2
3

Цитологическая картина при злокачественных поражениях:
1. Клеточный и ядерный полиморфизм — различие характеристик разных клеток:
• Увеличение и уменьшение размеров клеток (анизоцитоз).
• Увеличение и уменьшение размеров ядер (анизокариоз).
• Изменение формы ядер.
• Неровные контуры ядерной мембраны.
• Неравномерное распределение хроматина.
• Изменение структуры хроматина (грубые глыбки, гранулы разных размеров, нагромождения хроматина, тяжистый, петлистый хроматин, борозды).
• Отличие характера распределения хроматина от распределения в соответствующих доброкачественных клетках.
• Наличие многоядерных клеток, фигур деления (атипичные митозы).
• «Голые» ядра разрушенных клеток разного размера и формы.
• Изменение характера окрашивания цитоплазмы (неравномерное окрашивание разных участков).

2. Образование комплексов из клеток — структур, отличных от нормальных из 6-10 клеток:
• Разное расстояние между клетками, т.к. ослабление межклеточных связей
• Нагромождение клеток.
• Потеря полярности — ядра клеток ориентированы в разных направлениях, полиморфизм.
3. Изменение фона препарата; для многих злокачественных опухолей характерен так называемый опухолевый диатез — реакция соединительной ткани на инвазию (прорастание опухоли). Эта реакция выражается в появлении зернистых масс, лейкоцитов, эритроцитов, что создает вид «грязного» фона.
При опухолях из эпителия – комплексы , а при опухолях из соединительной ткани – «пучки» , состоят из клеток вытянутой формы, с фрагментами сосудов.

Опухоль – новообразование, бластома, тумор – патологический процесс, характеризующийся безудержным размножением (ростом) клеток, при этом нарушения роста и дифференцировки клеток обусловлены изменениями их генетического аппарата.
В отличие от неопухолевых разрастаний ткани, опухолевая неоплазия характеризуется неконтролируемым ростом.
С современной точки зрения, рак является генетическим заболеванием (заболевание генома клетки), обусловленным изменениями в ключевых генах (протоонкогенах или генах-супрессорах), вызывающими нарушение молекулярной системы передачи сигналов в клетке и ее трансформацию.

Основные группы генов, вовлеченных в канцерогенез:
Протоонкогены— нормальные клеточные гены, участвующие в процессах жизнедеятельности клетки. В случае структурных изменений или повышения уровня экспрессии этих генов нарушается контроль нормального роста и дифференцировки клеток, что приводит к их трансформации. Активированные протоонкогены принято называть онкогенами;
Гены-супрессоры (антионкогены) — гены, кодирующие ключевые регуляторные белки, потеря которых влечет за собой нарушение контроля пролиферации;
Гены-модуляторы — гены, способствующие распространению опухоли в организме, но не отвечающие за злокачественную трансформацию клетки непосредственно.

Основные свойства опухоли:
Автономный или бесконтрольный рост
Полиморфизм клеток, который касается их структуры, обмена, функции, размножения и дифференцировки.
Причины возникновения опухолей – в настоящее время 4 основных теории:
I. Вирусно-генетическая – действие онкогенных вирусов (вирус герпеса, вирус Эпштейн-Барра, ВПЧ)
II. Физико-химическая – канцерогенное действие химических и физических факторов – анилиновые красители, табачное производство, уголь, рентген - проф. вредности.
III. Дизонтогенетическая теория – возникновение опухолей из эмбриональных и клеточно-тканевых смещений – тератомы, бластомы у детей.
IV. Полиэтиологическая – возникновение при действии комплекса факторов.

В зависимости от клинико-морфологических особенностей опухоли разделяют:
Доброкачественные (зрелые), характерно:
Состоят из клеток, напоминающих нормальный орган
Тканевый атипизм
Экспансивный рост, т.е. сама в себя растет, раздвигая окружающие ткани с образованием капсулы
Медленный рост
Нет метастазов и не оказывает общего влияния на организм
Может озлокачествляться

Злокачественные:
Состоят из мало или низкодифференцированных клеток
Клеточный и тканевый атипизм
Инфильтративный, быстрый рост
Метастазы, рецидивы
Местное и общее влияние – раковая кахексия
С местно деструирующим ростом:
Занимают как бы промежуточное положение между А. и В. типом, имеют признаки инфильтрирующего роста, но не дают метастазов.

Классификация опухолей с учетом строения, морфологии, локализации, степени зрелости.
7 основных групп:
Эпителиальные опухоли без специфической локализации, развиваются из плоского или железистого эпителия
1 . Доброкачественные – папиллома, полипы, аденома.
2 . Злокачественные – рак – плоскоклеточный, аденокарцинома.
Опухоли желез и органоспецифичные – гепатоцеллюлярный, почечноклеточный и др.
Мезенхимальные опухоли – из соединительной ткани
- доброкачественные:
Фиброма
Миома
Липома
- злокачественные SA

Опухоли меланинобразующей ткани
- невусы (доброкачественные)
- меланомы (злокачественные)
Опухоли нервной системы
- невриномы.
VI. Опухоли системы крови
Тератома – тератос – уродство.
Развивается на ранних стадиях развития зародыша при нарушении дробления яйца.