Применение электронной микроскопии для изучения живых тканей позволяет получить представление о тонком строении клеток и межклеточных структур в норме и при различных патологических процессах. Стало возможным наблюдать образования, имеющие размеры от 1 мк до 7—10 Å (так называемые ультраструктуры клеток). Главным результатом этих исследований следует считать установление мембранного принципа строения различных составных элементов клеток. Так, например, оказалось, что митохондрии имеют сложное строение и представляют собой образования, которые ограничены снаружи и перегорожены внутри двойными мембранами. Комплексные электронномикроскопические и гистохимические исследования показали, что внутри митохондрий и особенно на их мембранах локализуются основные ферментные системы клетки. Цитоплазма, кажущаяся в световом микроскопе почти однородной коллоидной массой, при электронной микроскопии оказывается состоящей из множества двойных белково-липоидных мембран, образующих сложную внутриклеточную сеть канальцев (так называемый эндоплазматический ретикулум). На наружных мембранах эндоплазматической сети располагаются гранулы, представляющие собой рибонуклеопротеиды и потому названные рибосомами. Эндоплазматический ретикулум является местом синтеза белка и одновременно представляет единую транспортную систему клетки, связывающую ядро с различными органоидами и околоклеточным пространством. Мембранную структуру имеют и другие органоиды, например аппарат Гольджи, оболочка ядра, оболочка клетки и т. д. Выявление двойных мембран, перегораживающих поперек мышечные волокна сердца и разделяющих их на изолированные друг от друга сегменты, явилось основой для общепринятого представления не о синцитиальном, а о клеточном строении миокарда.
В результате электронномикроскопических исследований коренным образом изменилось представление о строении органоидов, специфических для некоторых клеток. Установлено, например, что миофибриллы состоят из множества еще более мелких нитей двух видов (тонких и более толстых), названных миофиламентами. На основании этих данных выдвинута новая теория сокращения мышечного волокна. С помощью электронного микроскопа получены очень важные данные, касающиеся многообразия и сложности межклеточных связей (десмосомы, завороты оболочек соседних клеток и т. д.).
Важное значение приобретает комплексное использование электронной микроскопии, гистохимии и ауторадиографии — электронная гистохимия и электронная ауторадиография (см.). Этот комплексный метод позволяет не только различить тончайшие структуры клеток, но и определить их химический состав, т. е. составить представление о функциональном значении этих структур, их роли в жизнедеятельности клетки. Именно по этому пути происходит в настоящее время все большее сближение биохимического, физиологического и морфологического методов исследования на молекулярном уровне.
Огромное значение имеет развитие электронной микроскопии для дальнейшего углубления представлений о сущности структурных изменений клеток при различных патологических процессах. Многие вопросы проницаемости, воспаления, дистрофий, регенерации совершенно по-новому ставятся и решаются в свете данных электронной микроскопии. Установлено, например, что в основе дистрофии лежат не только нарушения состава коллоида цитоплазмы, но и сложные структурные изменения многочисленных органоидов, ответственных за различные звенья внутриклеточного обмена. Эти изменения ультраструктур имеют неспецифический характер, т. е. бывают сходными при различных воздействиях. В отдельных случаях более избирательному повреждению подвергаются те или иные из них, например митохондрии или эндоплазматический ретикулум. Было выяснено также, что регенераторный процесс может выражаться в воспроизведении не только клеток, но и их ультраструктур, т. е. протекать внутриклеточно. Усиление функции клеток обеспечивается соответствующим увеличением, а ослабление — уменьшением числа их ультраструктур. Эти данные являются новым подтверждением принципа единства структуры и функции.
Метод электронной микроскопии не только не исключает, но, наоборот, требует одновременного исследования тканей другими методами, в частности при помощи оптического микроскопа. Пользуясь только электронным микроскопом, очень трудно, например, получить сведения о топографии и распространенности процесса в объеме всего органа, что имеет важнейшее значение для понимания степени компенсации нарушенных функций в каждом конкретном случае.
См. также Микроскопия.