نظرية الخلية. الأحكام الرئيسية للنظرية الخلوية لشلايد شوان. التدريس والدكتوراه وتأسيس المجلة

ربط فيرشو المرض بالركيزة المادية. وجد مع كل مرض التغييرات المميزةفي الخلايا بحثت ووجدت تغييرات في الخلايا والأعضاء النموذجية للالتهاب الرئوي ، حمى التيفودقبل فيرشو ، كان يُنظر إلى المرض بشكل أساسي على أنه خليط غير صحيح من العصائر ، وهذا يستبعد إمكانية "ربط" المرض بأي عضو.

أعلن فيرشو: "انظر إلى مكان المرض" وأوضح كيف يجب أن يتم ذلك على منضدة تشريح وخلف مجهر. كانت نظرية فيرشو الخلوية أكثر تقدمًا في ذلك الوقت. دعونا نقدم أحكامه الرئيسية.

1. ينتج المرض دائمًا عن تغير في الخلايا ، وهو انتهاك لوظائفها الحيوية.

كل علم الأمراض هو علم أمراض الخلية.

2. لا يحدث تكوين تلقائي للخلايا من كتلة غير منظمة (بلاستيما). تتشكل الخلايا فقط عن طريق التكاثر ، مما يضمن التطور التدريجي للأعضاء في القاعدة والانحراف المرضي في المرض.

3. المرض هو دائما عملية محلية. مع أي مرض ، يمكنك العثور على عضو أو جزء منه ، أي "منطقة خلوية" يتم التقاطها بواسطة العملية المرضية.

مع تفاقم المرض ، تتوسع هذه المنطقة ، مع الشفاء ، على العكس من ذلك ، يصبح عدد الخلايا أصغر.

4. المرض ليس شيئًا جديدًا في الأساس مقارنة بالصحة.

كان الخلل في نظرية فيرشو هو أنه لم يتعرف على نظرية التطور لداروين ، وكذلك الدور الجهاز العصبيفي علم الأمراض.

لعبت علم الأمراض الخلوية مرة واحدة دور إيجابيفي تطوير الطب النظري والعملي والعلوم البيطرية ، وجهت ضربة إلى وجهات النظر غير العلمية والمضاربة في فهم المرض الذي كان منتشرًا قبلها. ومع ذلك ، فقد كان من جانب واحد ، ميكانيكيًا ، حيث قلل من مرض الكائن الحي المعقد فقط إلى تغيرات خلوية مورفولوجية محلية ، متجاهلاً مبادئ الكائن الحي بأكمله ، وموقفه النشط من العوامل المسببة للأمراض ، وتفاعله مع بيئة خارجية. تعتبر نظرية الخلية ميتافيزيقية ومضادة للتطور وتنفي الحاجة إلى دراسة العملية المرضية من منظور تاريخي.

إنه يوازن (من حيث الاستثارة) تفاعلات الأنسجة المختلفة (بما في ذلك العصب) إلى المحفزات المختلفة ، متجاهلاً أهمية الجهاز العصبي في التسبب في الأمراض.

أهمية عظيمةفي التنمية المحلية علم وظائف الأعضاء المرضيكان لديه تعاليم I. P. P. وفي l حول و. قبله ، تم استخدام الأسلوب التحليلي للبحث في علم وظائف الأعضاء المرضي. لقد درسوا أمراض الأعضاء الفردية وأجزاء الجسم دون اعتبار كاف لجميع أشكال الوصلات وتفاعلها مع البيئة الخارجية في ظروف معينة من الوجود. وضع I. P. Pavlov البحث التجريبي على المزيد مستوى عال، درس التغيرات في أجهزة الجسم على حيوان كامل في ظل ظروف التجربة المزمنة. من وجهة نظر عصبية بافلوفيان العمليات المرضيةفي الكائنات الحية المعقدة ، فإنها تتطور بالمشاركة التي لا غنى عنها للجهاز العصبي ، وخاصة الأقسام العليا.

بالنظر إلى جوهر المرض من وجهة نظر العصبية وسلامة الكائن الحي ، من الضروري دراسة الانتهاكات التي تحدث في هذه الحالة في وقت واحد في الهيئات الفرديةوالأنسجة (عند دراسة التفاعلات المرضية ، فإن وحدة التحليل والتركيب مهمة). في تطور المرض ، ميز IP Pavlov جانبين ، نوعين من الظواهر: واقية - فسيولوجية ومدمرة في الواقع - مرضية. تساعد تعاليم I.P. Pavlov علماء الفيزيولوجيا المرضية على التغلب على أوجه القصور في الاتجاه التحليلي لعلم الأمراض الخلوية في Virchow ، لإقامة علاقات أوثق مع العلوم النظرية ذات الصلة ، وكذلك مع العيادة. في الوقت الحاضر ، من المهم جدًا دراسة المشاكل الرئيسية لعلم الأمراض على كل من الكائن الحي وعلى المستوى الجزيئي.

النظرية الخلوية هي فكرة عامة عن بنية الخلايا كوحدات حية ، وتكاثرها ودورها في تكوين الكائنات متعددة الخلايا. ظهور وصياغة أحكام معينة نظرية الخليةسبقتها فترة طويلة إلى حد ما (أكثر من ثلاثمائة عام) من الملاحظات المتراكمة حول بنية مختلف الكائنات الحية أحادية الخلية ومتعددة الخلايا من النباتات والحيوانات. ارتبطت هذه الفترة بتحسين طرق البحث البصري المختلفة والتوسع في تطبيقها.

كان روبرت هوك (1665) أول من لاحظ ، باستخدام العدسات المكبرة ، التقسيم الفرعي لنسيج الفلين إلى "خلايا" أو "خلايا". أدت أوصافه إلى ظهور دراسات منهجية لتشريح النبات ، والتي أكدت ملاحظات روبرت هوك وأظهرت أن الأجزاء المختلفة من النباتات تتكون من "حويصلات" أو "حويصلات" متقاربة. في وقت لاحق اكتشف A. Leeuwenhoek (1680) العالم الكائنات الحية وحيدة الخليةولأول مرة رأيت خلايا حيوانية (كريات الدم الحمراء). فيما بعد ، وصف فونتانا (1781) الخلايا الحيوانية ؛ لكن هذه وغيرها من الدراسات العديدة لم تؤد في ذلك الوقت إلى فهم العالمية البنية الخلوية، لتوضيح الأفكار حول ماهية الخلية. يرتبط التقدم في دراسة علم التشريح المجهري للخلية بتطور الفحص المجهري في القرن التاسع عشر. بحلول هذا الوقت ، تغيرت الأفكار حول بنية الخلايا: ليس جدار الخلية ، ولكن محتوياتها الفعلية ، البروتوبلازم ، بدأت تعتبر الشيء الرئيسي في تنظيم الخلية. في البروتوبلازم ، تم اكتشاف المكون الدائم للخلية ، النواة.

سمحت كل هذه الملاحظات العديدة لـ T. Schwann في عام 1838 بعمل عدد من التعميمات. أظهر أن الخلايا النباتية والحيوانية متشابهة بشكل أساسي مع بعضها البعض (متجانسة). "لم تكن ميزة T. Schwann أنه اكتشف الخلايا على هذا النحو ، ولكن أنه علم الباحثين لفهم معناها." تم تطوير هذه الأفكار بشكل أكبر في أعمال R.Virchow (1858). أصبح إنشاء نظرية الخلية حدثًا رئيسيًا في علم الأحياء ، وهو أحد الأدلة الحاسمة على وحدة كل الطبيعة الحية. كان لنظرية الخلية تأثير كبير على تطور علم الأحياء ، حيث كانت بمثابة الأساس الرئيسي لتطوير تخصصات مثل علم الأجنة وعلم الأنسجة وعلم وظائف الأعضاء. لقد وفرت الأسس لفهم الحياة ، لشرح العلاقة بين الكائنات الحية ، لفهم التطور الفردي.

الأحكام الأساسية لنظرية الخليةاحتفظت بأهميتها حتى يومنا هذا ، على الرغم من أنه تم الحصول على معلومات جديدة لأكثر من مائة وخمسين عامًا عن بنية الخلايا ونشاطها الحيوي وتطورها. تفترض نظرية الخلية حاليًا ما يلي:

1. الخلية هي وحدة أولية من كائن حي: لا توجد حياة خارج الخلية.

2. الخلية - نظام واحد، والتي تتضمن مجموعة من العناصر المترابطة بشكل طبيعي ، والتي تمثل تكوينًا متكاملًا معينًا ، يتكون من مترافق وحدات وظيفية- عضيات أو عضيات.

3. الخلايا متشابهة (متجانسة) في التركيب والخصائص الأساسية.

4. يزداد عدد الخلايا بتقسيم الخلية الأصلية بعد مضاعفة مادتها الوراثية (DNA): خلية خلية.

5. كائن متعدد الخلايا نظام جديد، مجموعة معقدة من العديد من الخلايا ، متحدة ومتكاملة في أنظمة الأنسجة والأعضاء ، متصلة ببعضها البعض بمساعدة العوامل الكيميائية ، الخلطية والعصبية (التنظيم الجزيئي).

6. خلايا الكائنات متعددة الخلايا مكتملة النمو ، أي يمتلك
القدرات الوراثية لجميع الخلايا كائن معين، متكافئة في المعلومات الجينية ، ولكنها تختلف عن بعضها البعض من خلال التعبير (العمل) المختلف للجينات المختلفة ، مما يؤدي إلى تنوعها المورفولوجي والوظيفي - إلى التمايز.

مواقف إضافية للنظرية الخلوية.من أجل جعل النظرية الخلوية متوافقة بشكل كامل مع بيانات بيولوجيا الخلية الحديثة ، غالبًا ما يتم استكمال قائمة أحكامها وتوسيعها. تختلف هذه الأحكام الإضافية في العديد من المصادر ، فمجموعتها تعسفية تمامًا.

1. خلايا بدائيات النوى وحقيقيات النوى هي أنظمة ذات مستويات مختلفة من التعقيد وليست متجانسة تمامًا مع بعضها البعض.

2. أساس انقسام الخلايا وتكاثر الكائنات الحية هو نسخ المعلومات الوراثية - جزيئات الحمض النووي ("كل جزيء من جزيء"). لا تنطبق الأحكام المتعلقة بالاستمرارية الجينية على الخلية ككل فحسب ، بل تنطبق أيضًا على بعض مكوناتها الأصغر - على الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والجينات والكروموسومات.

3. الكائن متعدد الخلايا هو نظام جديد ، مجموعة معقدة من خلايا عديدة متحدة ومتكاملة في نظام من الأنسجة والأعضاء المتصلة ببعضها البعض بواسطة عوامل كيميائية ، خلطية وعصبية (التنظيم الجزيئي).

4. تمتلك الخلايا متعددة الخلايا القدرات الوراثية لجميع خلايا كائن حي معين ، وهي متكافئة في المعلومات الجينية ، ولكنها تختلف عن بعضها البعض في العمل المختلف للجينات المختلفة ، مما يؤدي إلى تنوعها المورفولوجي والوظيفي - إلى التمايز.

تاريخ تطور المفاهيم حول الخلية

القرن ال 17

1665 - وصف الفيزيائي الإنجليزي R. Hooke في عمله "Micrography" هيكل الفلين ، على أقسام رقيقة وجد فراغات في مكانها الصحيح. أطلق هوك على هذه الفراغات اسم "المسام أو الخلايا". كان وجود هيكل مشابه معروفًا له في بعض أجزاء النباتات الأخرى.

سبعينيات القرن السادس عشر - وصف الطبيب وعالم الطبيعة الإيطالي م. مالبيغي وعالم الطبيعة الإنجليزي ن. غرو أجهزة مختلفةنباتات "أكياس ، أو حويصلات" وأظهرت توزيعًا واسعًا في نباتات التركيب الخلوي. صور الزنزانات في رسوماته بواسطة الميكروسكوب الهولندي أ. ليوينهوك. لقد كان أول من اكتشف عالم الكائنات وحيدة الخلية - لقد وصف البكتيريا والعصابات.

لم يقدر الباحثون في القرن السابع عشر ، الذين أظهروا انتشار "البنية الخلوية" للنباتات ، أهمية اكتشاف الخلية. لقد تخيلوا الخلايا كفراغات في كتلة مستمرة من الأنسجة النباتية. اعتبر جرو جدران الخلايا أليافًا ، لذلك قدم مصطلح "نسيج" ، قياساً على نسيج النسيج. كانت دراسات التركيب المجهري لأعضاء الحيوانات ذات طبيعة عشوائية ولم تقدم أي معرفة عن تركيبها الخلوي.

القرن ال 18

في القرن الثامن عشر ، جرت أولى المحاولات لمقارنة البنية المجهرية للخلايا النباتية والحيوانية. ك. يحاول وولف في كتابه Theory of Generation (1759) مقارنة تطور التركيب المجهري للنباتات والحيوانات. وفقًا لـ Wolf ، يتطور الجنين ، في كل من النباتات والحيوانات ، من مادة غير هيكلية تخلق فيها الحركات قنوات (أوعية) وفراغات (خلايا). تم تفسير الحقائق التي ذكرها وولف بشكل خاطئ من قبله ولم تضيف معرفة جديدة إلى ما كان معروفًا لعلماء الميكروسكوب في القرن السابع عشر. ومع ذلك ، فإن أفكاره النظرية توقعت إلى حد كبير أفكار نظرية الخلية المستقبلية.

القرن ال 19

في الربع الأول من القرن التاسع عشر ، كان هناك تعميق كبير للأفكار حول البنية الخلوية للنباتات ، والتي ارتبطت بتحسينات كبيرة في تصميم المجهر (على وجه الخصوص ، إنشاء العدسات اللونية). يثبت Link و Moldenhower أن الخلايا النباتية لها جدران مستقلة. اتضح أن الخلية هي نوع من الهيكل المعزول شكليًا. في عام 1831 ، أثبت مول أنه حتى الهياكل النباتية التي تبدو غير خلوية ، مثل طبقات المياه الجوفية ، تتطور من الخلايا. Meyen في "Phytotomy" (1830) يصف زرع الخلايا، والتي "إما انفرادية ، بحيث تكون كل خلية فردًا منفصلاً ، كما هو موجود في الطحالب والفطريات ، أو عند تكوين نباتات أكثر تنظيماً ، فإنها تتحد في كتل أكثر أو أقل أهمية." يؤكد Meyen على استقلالية التمثيل الغذائي لكل خلية. في عام 1831 ، وصف روبرت براون النواة واقترح أنها ثابتة جزء لا يتجزأالخلية النباتية.

مدرسة بركنجي

في عام 1801 ، قدم فيجيا مفهوم الأنسجة الحيوانية ، لكنه عزل الأنسجة على أساس التحضير التشريحي ولم يستخدم المجهر. يرتبط تطوير الأفكار حول التركيب المجهري للأنسجة الحيوانية في المقام الأول ببحث بوركينجي ، الذي أسس مدرسته في بريسلاو. تم الكشف عن Purkinje وطلابه (خاصةً G. Valentin) بالشكل الأول والأكثر عمومية الهيكل المجهريأنسجة وأعضاء الثدييات (بما في ذلك البشر). قارن بوركينجي وفالنتين الخلايا النباتية الفردية مع هياكل الأنسجة الحيوانية المجهرية الفردية ، والتي غالبًا ما يطلق عليها بوركيني "البذور" (بالنسبة لبعض الهياكل الحيوانية ، تم استخدام مصطلح "الخلية" في مدرسته). في عام 1837 ، قدم بوركيني سلسلة من التقارير في براغ. في هذه التقارير ، تحدث عن ملاحظاته حول بنية الغدد المعدية ، والجهاز العصبي ، وما إلى ذلك. في الجدول المرفق بتقريره ، تم تقديم صور واضحة لبعض خلايا الأنسجة الحيوانية. ومع ذلك ، لم يستطع بوركينجي إثبات تماثل الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية. قارن بوركيني بين الخلايا النباتية و "البذور" الحيوانية من حيث القياس ، وليس التماثل بين هذه الهياكل (فهم المصطلحين "التناظر" و "التماثل" بالمعنى الحديث).

مدرسة مولر وعمل شوان

كانت المدرسة الثانية التي تم فيها دراسة التركيب المجهري للأنسجة الحيوانية هي مختبر يوهانس مولر في برلين. درس مولر التركيب المجهري للوتر الظهري (وتر). نشر تلميذه Henle دراسة عن ظهارة الأمعاء ، حيث قدم وصفًا لأنواعها المختلفة وبنيتها الخلوية.

هنا تم إجراء الدراسات الكلاسيكية لثيودور شوان ، ووضع الأساس لنظرية الخلية. تأثر عمل شوان بشدة بمدرسة بوركينجي وهينلي. وجد شوان المبدأ الصحيح لمقارنة الخلايا النباتية والتركيبات المجهرية الأولية للحيوانات. كان شوان قادرًا على تأسيس التنادد وإثبات التوافق في بنية ونمو الهياكل المجهرية الأولية للنباتات والحيوانات.

تم دفع أهمية النواة في خلية شوان من خلال البحث الذي أجراه ماتياس شلايدن ، الذي نشر في عام 1838 مواد العمل الخاصة بتطور نسج الكائنات الحية. لذلك ، غالبًا ما يُطلق على شلايدن اسم مؤلف مشارك في نظرية الخلية. كانت الفكرة الأساسية لنظرية الخلية - المراسلات بين الخلايا النباتية والتركيبات الأولية للحيوانات - غريبة على شلايدن. لقد صاغ نظرية تكوين خلية جديدة من مادة غير هيكلية ، والتي بموجبها ، أولاً ، تتكثف النواة من أصغر حبيبات ، وتتشكل نواة حولها ، وهي الخلية السابقة (الأرومة الخلوية). ومع ذلك ، استندت هذه النظرية على حقائق غير صحيحة. في عام 1838 ، نشر شوان 3 تقارير أولية ، وفي عام 1839 ، نشر عمله الكلاسيكي " دراسات ميكروسكوبيةحول التطابق في بنية ونمو الحيوانات والنباتات "، وفي العنوان ذاته يتم التعبير عن الفكرة الرئيسية لنظرية الخلية:

تطور نظرية الخلية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر

منذ أربعينيات القرن التاسع عشر ، كانت دراسة الخلية محور اهتمام جميع البيولوجيا وتطورت بسرعة ، وتحولت إلى فرع مستقل من العلوم - علم الخلايا. لمزيد من تطوير نظرية الخلية بارِزانتشر إلى البروتوزوا ، والتي تم التعرف عليها كخلايا حرة (Siebold ، 1848). في هذا الوقت ، تتغير فكرة تكوين الخلية. تظهر أهمية طفيفة جدار الخلية، والتي تم التعرف عليها سابقًا على أنها أهم جزء في الخلية ، وتم إبراز أهمية البروتوبلازم (السيتوبلازم) ونواة الخلايا ، والتي وجدت تعبيرها في تعريف الخلية الذي قدمه م. شولز في عام 1861 : "الخلية عبارة عن كتلة من البروتوبلازم تحتوي على نواة بداخلها".

في عام 1861 ، طرح Brucco نظرية بنية معقدةتوضح الخلية ، التي يعرّفها على أنها "كائن حي أولي" ، تطورًا إضافيًا بواسطة شلايدن وشوان نظرية تكوين الخلية من مادة عديمة البنية (الأرومة الخلوية). وجد أن طريقة تكوين الخلايا الجديدة هي انقسام الخلايا ، والتي تمت دراستها لأول مرة بواسطة الخلد على الطحالب الخيطية. في تفنيد نظرية الأرومة الخلوية على المواد النباتية ، لعبت دراسات Negeli و N.I. Zhele دورًا مهمًا.

تم اكتشاف تقسيم خلايا الأنسجة في الحيوانات في عام 1841 بواسطة Remarque. اتضح أن تفتيت المتفجرات هي سلسلة من الانقسامات المتعاقبة. تم تحديد فكرة الانتشار الشامل لانقسام الخلية كطريقة لتشكيل خلايا جديدة بواسطة R.Virchow في شكل قول مأثور: كل خلية من خلية.

في تطور النظرية الخلوية في القرن التاسع عشر ، ظهرت تناقضات حادة تعكس الطبيعة المزدوجة للنظرية الخلوية التي تطورت في إطار المفهوم الآلي للطبيعة. بالفعل في شوان هناك محاولة لاعتبار الكائن الحي مجموع الخلايا. تم تطوير هذا الاتجاه بشكل خاص في "علم الأمراض الخلوية" لـ Virchow (1858). كان لعمل فيرشو تأثير غامض على تطور العلوم الخلوية:

القرن ال 20

نظرية الخلية من الثانية نصف التاسع عشرفي القرن الماضي ، اكتسبت طابعًا ميتافيزيقيًا بشكل متزايد ، معززة بعلم وظائف الأعضاء الخلوي لفيرورن ، الذي اعتبر أي عملية فسيولوجية تحدث في الجسم كمجموع بسيط من المظاهر الفسيولوجية للخلايا الفردية. في نهاية هذا الخط من التطور للنظرية الخلوية ، ظهرت النظرية الميكانيكية "للحالة الخلوية" ، والتي دعمها هيجل ، من بين آخرين. وفقًا لهذه النظرية ، يُقارن الجسم بالدولة وخلاياها - بالمواطنين. تتعارض هذه النظرية مع مبدأ سلامة الكائن الحي.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، قامت عالمة الأحياء السوفيتية O. B. Lepeshinskaya ، بناءً على بيانات بحثها ، بطرح "نظرية الخلية الجديدة" بدلاً من "Virchowianism". وقد استند إلى فكرة أن الخلايا في عملية التكوُّن يمكن أن تتطور من مادة حية غير خلوية. التحقق النقدي من الحقائق التي وضعتها O. B. Lepeshinskaya وأتباعها كأساس للنظرية التي طرحتها لم يؤكد البيانات المتعلقة بالتطوير نواة الخليةمن "المادة الحية" الخالية من الأسلحة النووية.

نظرية الخلية الحديثة

تنطلق النظرية الخلوية الحديثة من حقيقة أن التركيب الخلوي هو الشكل الرئيسي لوجود الحياة ، المتأصل في جميع الكائنات الحية ، باستثناء الفيروسات. حد الكمال هيكل الخليةكان الاتجاه الرئيسي للتطور التطوري في كل من النباتات والحيوانات ، وكان التركيب الخلوي ثابتًا بقوة في معظم الكائنات الحية الحديثة.

سلامة الكائن الحي هي نتيجة العلاقات الطبيعية والمادية التي يمكن الوصول إليها تمامًا للبحث والكشف. الخلايا متعددة الخلاياليسوا أفرادًا قادرين على الوجود بشكل مستقل (ما يسمى بثقافات الخلايا خارج الجسم هي أنظمة بيولوجية مصطنعة). كقاعدة عامة ، فقط تلك الخلايا متعددة الخلايا التي تؤدي إلى ظهور أفراد جدد (الأمشاج أو البيضة الملقحة أو الأبواغ) هي القادرة على الوجود المستقل ويمكن اعتبارها على أنها الكائنات الحية الفردية. لا يمكن تمزيق الخلية بيئة(مثل أي نظام حي). إن تركيز كل الاهتمام على الخلايا الفردية يؤدي حتمًا إلى التوحيد والفهم الآلي للكائن الحي كمجموع للأجزاء. تم تنقيتها من الآلية واستكمالها ببيانات جديدة ، تظل النظرية الخلوية واحدة من أهم التعميمات البيولوجية.