Гистология (от греч. слова ἱστός — ткань) изучает микроскопическое строение органов, тканей и клеток тела животных и растений. Зачатки микроскопического исследования животных и растительных организмов относятся еще к XVII в., когда Гук, Мальпиги (1628—1694), Грю и Лёвенгук (1632—1723) впервые применили к изучению живой природы сильно увеличивающие оптические стекла. На тот путь систематического изучения, на котором Г. животных стоит в настоящее время, она вступила со времени работ Биша, впервые отличившего в составе животного тела несколько элементарных тканей (см. II, 600/01). В 1838 г. Теодор Шванн, вслед за открытиями ботаников Моля и Шлейдена, показал, что все органы и ткани животного тела состоят из одинаковых элементарных единиц, которым и было придано название клеток. Согласно первоначальному предположению, клетки могут зарождаться самопроизвольно среди органической жидкости (т. назыв. образовательной бластемы), при чем сперва появляется пузырек, т. е. прежде всего вырабатывается оболочка клетки, чрез эту оболочку начинается осмотический обмен между содержимым клетки и окружающей жидкостью, при чем из этой жидкости отбираются путем осмоза определенные вещества, которые и составляют тело клетки. Вскоре, однако, та преобладающая роль, которую приписывала первоначальная теория оболочке клетки, перешла к содержимому клетки, ее протоплазме. Бергманн, Бишофф и Келликер показали, что многие животные клетки совершенно не имеют видимой оболочки. В то же время эмбриологические работы Рейхерта, Келликера и Ремака, а также исследование патологических процессов Вирховым показали, что ни при каких условиях не удается наблюдать самопроизвольного зарождения клеток; наоборот, каждая клетка образуется путем деления из другой клетки (omnis cellula е cellula, Вирхов). Все это заставило изменить первоначальные взгляды, высказанные в свое время Шванном. Внимание исследователей сосредоточилось в эту эпоху на протоплазме. Было показано, что во всех живых клетках, как животного, так и растительного происхождения, содержится одно и то же живое вещество (протоплазма) с одними и теми же свойствами (М. Шульце, Кюне). Изучению анатомических и физиологических свойств протоплазмы было посвящено большинство работ вплоть до 70 гг. прошлого столетия. С этого периода начинается исследование процесса деления клеток (Флемминг и др.), и выясняются те поразительные по красоте и стройности явления, которые наблюдаются при делении ядра. В связи с изучением ядра вырабатывается взгляд на выдающееся значение ядра в жизни клетки, и место однородной, недифференцированной протоплазмы, являвшейся в предыдущем периоде носительницей жизненных свойств, заступает клетка, как комбинация протоплазмы и ядра, при чем, во-первых, провозглашается принцип очень сложного анатомического устройства как протоплазмы, так и ядра, во-вторых, ядру приписывается главенствующая роль в жизни клетки. Во все три указанных периода (период оболочки, протоплазмы и ядра) фактический материал добывался исключительно путем наблюдения, экспериментальной работы было мало. Современный период цитологии (учения о клетке) характеризуется, наоборот, применением эксперимента к области морфологии. Форма перестает существовать, как нечто отдельное от функции, морфологии придается динамический характер, образование и сохранение формы признается функцией живого вещества. Начинает вырисовываться экспериментальная морфология (Гербет, Морион и др.), и Г., теряя свой статический характер, переходит к динамическому изучению формообразования, как жизненного процесса.
Методика Г. Сообразно самому предмету изучения Г. применяет исключительно микроскопический метод исследования (см. микроскоп). Но так как при микроскопическом исследовании пользуются почти исключительно проходящим светом, т. е. рассматривают предмет исследования на прозрачность, „на свет“, и так как органы тела в толстых слоях не прозрачны, поэтому необходимо пользоваться кусочками органов, имеющими совершенно ничтожную толщину. Для этой цели органы либо расщипываются, либо разлагаются на очень тонкие срезы. Расщипыванье органов производится при помощи острых игол либо на свежих объектах, либо на органах, обработанных изолирующей или мацерирующей жидкостью. Такими жидкостями служат 33% спирт, 35% раствор едкого кали, смесь бертолетовой соли с азотной кислотой, крепкая соляная кислота.
Применение изолирующих жидкостей имеет целью растворить склеивающее вещество, соединяющее отдельные клеточные элементы друг с другом, или растворить соединительную ткань, связывающую более крупные образования, напр., железистые канальцы почки. Нет никакого сомнения, что изолирующие жидкости, содержа в своем составе очень энергичных химических деятелей, не оставляют без изменения и те элементы (клетки, железистые трубочки, мышечные волокна), ради изолирования которых эти жидкости применяются. Поэтому методом этим редко удается получить препараты, пригодные для исследования такого строения клеток и органов. Вследствие этого наибольшим распространением в настоящее время пользуется другой метод — разложение органа на ряд тончайших срезов. Эти срезы делаются при помощи особого прибора, т. назыв. микротома. Но свежие органы слишком мягки и не дают таких срезов. Поэтому предварительно их необходимо уплотнить. Самым простым способом уплотнения является замораживание кусочка свежего органа либо в охладительной смеси, либо жидкой углекислотой. Этот способ применяется там, где нужно быстро ориентироваться в строении, напр., патологической опухоли, вырезанной во время операции. Однако, срезы, полученные путем замораживанья, и недостаточно тонки и легко крошатся, так как элемент ткани не связан между собой склеивающим веществом. Поэтому обычный способ уплотнения препаратов и дальнейшей подготовки их к разложению на срезы несколько иной. Именно, обычно ткань уплотняется в спирту возрастающей крепости. Но так как спирт проникает в ткань не сразу, поэтому до окончательного уплотнения (которое длится несколько дней) внутри препарата могут произойти существенные нарушения строения, зависящие от посмертных изменений в клетках. Чтоб сохранить то строение, какое клетки имели при жизни, необходимо обработать орган т. назыв. фиксирующей жидкостью. К числу таких жидкостей относятся: абсолютный алкоголь, формалин, хромовая кислота и ее соли, сулема, осмиевая кислота, хлорная платина. Общим свойством фиксирующих жидкостей нужно считать способность их свертывать белковые растворы. Так как в состав протоплазмы клеток входят, гл. обр., белковые вещества, то, после осаждения белка из раствора, возможность химического изменения белка значительно суживается, а потому устраняются и всякого рода посмертные изменения в протоплазме. Достигая, так. обр., действительной фиксации нормальной структуры тканей, фиксирующие жидкости представляют, однако, некоторую опасность в смысле образования искусственных осадков, которые могут иметь форму зернышек, волоконец и т. под. и могут при дальнейшем исследовании препарата подать повод к ложным заключениям. Когда исследуется общее строение органа, пространственное расположение клеток, входящих в его состав, когда, словом, дело ограничивается исследованием более крупных деталей, при небольших увеличениях микроскопа, эта опасность не велика. Но когда вопрос идет о тончайшем строении протоплазмы, то, разумеется, искусственные осадки, образованные в однородных частях протоплазмы под влиянием фиксирующих жидкостей, могут иметь роковое значение для всего исследования. Так это произошло, между прочим, с методом фиксации, предложенным Альтманном: оказалось, что зернышки, которые обнаруживаются в протоплазме при фиксации по Альтманну, принадлежат к искусственным продуктам, образованным применением фиксирующей жидкости. Поэтому применение фиксирующих жидкостей требует большой осторожности и некоторой предварительной экспериментальной критики. Работа в этом направлении уже началась; этому вопросу посвящена работа Фишера („Ueber Fixierung, Färbung und Bau des Protoplasmas“), монографии M. Гейненгайна и проч. Эти работы выясняют, в какой мере обработка той или иной фиксирующей жидкостью сохраняет нормальное строение протоплазмы, не вызывая никаких искусственных продуктов (артефактов). При правильно поставленной экспериментальной критике фиксирующих методов можно пользоваться даже такими жидкостями, которые заведомо дают артефакты, и тем не менее не делать ложных заключений. Так, фиксация нервных клеток по методу Ниссля обнаруживает в протоплазме клеток присутствие особых глыбок, резко окрашивающихся некоторыми анилиновыми красками (т. наз. тигроид).
Эти глыбки, несомненно, принадлежат к искусственным осадкам, образованным благодаря действию фиксирующей жидкости на клетку. Поэтому структура нервной клетки, полученная по Нисслю, не соответствует нормальной структуре; она представляет собой результат некоторой химической реакции, проделанной с протоплазмой. Имея это в виду, можно пользоваться методом Ниссля для очень важных заключений. Если при обработке по Нисслю в одном случае получается зернышек больше, чем в другом, мы вправе сделать вывод, что в первом случае запас тигроида в клетке был больше.
После фиксирования препараты уплотняются и обезвреживаются в спирту повышающейся крепости, а затем заключаются в жидкую массу, которая, пропитывая весь орган, затем твердеет и связывает отдельные части органа в одно целое. Это дает возможность получать очень тонкие срезы; если бы не было склеивающей массы, такой срез рассыпался бы на мельчайшие крупинки. В качестве массы, служащей для заключения препарата, служит или целлоидин, или параффин. Целлоидин представляет собой смесь нитропроизводных клетчатки; он растворяется в смеси спирта с эфиром. Уплотненные и обезвреженные препараты погружаются в густые растворы целлоидина, который и пропитывает весь препарат, заполняя все промежутки между форменными элементами органа. Когда орган достаточно пропитался крепким раствором целлоидина, он вынимается из раствора и оставляется на воздухе. Спирт и эфир испаряются, и остается кусочек органа, пропитанный затвердевшей массой целлоидина, напоминающей по твердости хрящ. В таком виде препарат годен для приготовления разрезов. Для заключения в параффин обезвоженный и пропитанный скипидаром (или бензолом, толуолом, хлороформом и проч.) препарат помещается в расплавленный параффин, в котором и остается до полного пропитыванья параффином. При охлаждении параффин затвердевает; препарат готов для разложения на срезы.
Полученные затем на микротоме срезы окрашиваются различными красками и, наконец, заливаются в прозрачную влагу, обыкновенно в канадский бальзам. Приготовленные таким способом препараты могут храниться в течение многих лет без изменения.
Окрашивание препаратов необходимо для всякого сколько-нибудь подробного исследования мелких деталей строения. Некоторые подробности строения выясняются и при рассматривании неокрашенных органов. В этом случае мы пользуемся разницей в коэффициенте преломления различных составных частей тканей и клеток, подобно тому как мы можем ясно видеть прозрачную стеклянную палочку в стакане с водой, хотя и вода, и стекло палочки прозрачны и бесцветны. Однако, если разницы в коэффициенте преломления различных предметов нет, или она очень мала, предметы становятся невидимыми для глаз; так, стеклянная палочка, погружаемая в кедровое масло, теряет свои контуры и исчезает для зрения. По той же причине на неокрашенных объектах, т. е. пользуясь одной разницей в коэффициентах преломления, мы можем уловить лишь небольшое число деталей строения органов и клеток. Если бы краски, употребляемые в Г., закрашивали весь орган и всю клетку равномерно, это, конечно, нисколько не улучшало бы дела. Но благодаря применению определенных красок и их смесей, благодаря, далее, особым методам окраски, удается окрасить одни составные части клеток и органов в один цвет, другие — в иные цвета. Получается в высшей степени ясная и резкая картина, обнаруживающая массу деталей, совершенно неуловимых без окраски; кроме того, различная окраска разных элементов служит доказательством разнородности их состава или физического строения; если бы все составные части клеток и тканей состояли из одного и того же вещества и обладали бы одинаковым аггрегатным состоянием, они все окрасились бы интенсивно в один и тот же цвет. Избирательная окраска основана либо на химических различиях состава, либо на разнице физического строения. Так, напр., при окраске гематоксилином, пикриновой кислотой и фуксином соединительная ткань окрашивается в огненно-красный цвет, мышечные волокна — в желтый, эпителий и ядра клеток — в коричневый цвет.
Новейшие успехи Г. сосредоточиваются в трех главных областях: 1) в цитологии, т. е. учении о строении и отправлениях клетки, 2) в области изучения строения нервной системы, 3) в изучении морфологических процессов, сопровождающих деятельное состояние железистых клеток во время работы железы. Цитология изучает, прежде всего, строение протоплазмы и ядра. По вопросу о строении протоплазмы в настоящее время конкурируют, главным образом, две теории — Флемминга, согласно которой протоплазме свойственно нитчатое строение, и теория Бючли, по которой ни протоплазма, ни ядро не заключают в своем составе никакой плотной, губчатой или сетчатой массы; протоплазма жидка, но состоит из смеси или эмульсии двух жидкостей, при чем строение этой эмульсии напоминает строение мыльной пены.
Приведенная выше схема строения клетки изменяется в зависимости от тех специальных отправлений, которые выполняют клетки в животном организме. Примером такой аналитической дифференциации может служить нервная клетка (см. II, 618/22). Другим примером дифференцированной клетки может служить секреторная клетка слюнной железы.
Из учебников гистологии на русском языке укажем на учебник Штёра с дополнениями Догеля и учебник Кульчицкого.