Теодор Шванн, приняв ядро за критерий клеточного строения, смог составить элементарные структуры растений и животных и создать клеточную теорию, которая явилась величайшим открытием в биологии. Суть ее сводилась к следующему: клетки растений и животных принципиально сходны, имеют единый план строения, происхождения и гомологичны друг другу. Начиная с этого времени, гистология стала развиваться как наука. Значение клеточной теории для биологии можно сравнить с двумя другими великими открытиями законом сохранения энергии и эволюционной теорией Дарвина. Большую роль в развитии клеточной теории Шванна сыграли труды выдающегося патологоанатома и патогистолога Р. Вирхова. Крылатым стал его афоризм «omnis cellula e cellula» «клетка от клетки». Он показал, что в основе патологических процессов (воспаления, дистрофии, новообразований) лежат изменения клеток.
Важнейшим достижением гистологической техники в середине XIX века стало создание микротома (Я.Е. Пуркинье), позволяющего готовить тонкие срезы, введение в практику водных и иммерсионных объективов. В этот период были открыты процессы кариокинеза в растительных и животных клетках (И.Д. Чистяков, 1874; П.И. Перемежко, 1878; Вальтер Флеминг, 1879 1882), обнаружены клеточный центр, сетчатый аппарат (К. Гольджи, 1898), тонофибриллы, хондросомы, митохондрии, миофибриллы, то есть была охарактеризована структура цитоплазмы и ее органелл. Таким образом, к концу XIX столетия в отдельный раздел гистологии выделилось учение о клетке цитология. Сегодня постулаты клеточной теории звучат следующим образом:
клетка является наименьшей единицей живого. Этот первый постулат клеточной теории был сформулирован Г. Шванном (1839) и Р. Вирховым (1858). Только на клеточном уровне проявляются в совокупности признаки живого: способность к репродукции, превращению энергии, метаболизм, чувствительность, адаптация к меняющимся условиям изменчивость и другие;
сходство клеток разных организмов по строению (гомология) обусловлено единообразием общеклеточных функций, направленных на поддержание жизнедеятельности клеток и клеточных популяций;
клетки размножаются путем деления исходной клетки (третий постулат, сформированный Р. Вирховым в 1855 г., является биологическим законом). Перед делением в исходной клетке происходит удвоение генетического материала (ДНК), образуется специальный аппарат клеточного деления, с помощью которого удвоившиеся хромосомы равномерно распределяются между дочерними клетками. Поэтому митотическое деление эукариотических клеток является единственным полноценным клеточным делением;
клетка представляет собой часть целостного организма. Находясь в составе тканей и органов, специализированные клетки взаимосвязаны и подчиняются межклеточным, гуморальным, эндокринным и нервным формам регуляции. Таким образом, элементарные единицы организма клетки интегрируются в целостные системы тканей и органов, а последние составляют организм, как единое целое.
В России XIX века наиболее интенсивные гистологические исследования проводились в Москве, Казани, Харькове, Томске. На медицинских факультетах университетов появляются самостоятельные кафедры гистологии, складываются гистологические школы с определенными научными направлениями. Возглавлявший кафедру гистологии медико-хирургической академии в Петербурге Н.М. Якубович исследовал микроскопическое строение центральной и периферической нервной системы. Ему удалось дифференцировать различные виды нейронов коры головного мозга (ядра Якубовича). На кафедре гистологии Московского университета под руководством А.И. Бабухина успешно разрабатывали вопросы развития и функций органов нервной системы (сетчатки глаза, электрического органа рыб и др.). И.Ф. Огнев изучал влияние на организм внешних и внутренних факторов. В Киевском университете исследования сотрудников кафедры, возглавляемой П.И. Перемежко, были направлены на изучение развития зародышевых листков и органов зародыша (глаз, надпочечников, селезенки, печени, щитовидной и поджелудочной железы, кровеносных сосудов, мышечных тканей и других структур).
В Казани нейрогистологические исследования активно проводились под руководством К.А. Арнштейна, А.С. Догелем, А.Е. Смирновым, Д.А. Тимофеевым, А.Н. Миславским, Б.И. Лаврентьевым, Н.Г. Колосовым, И.Ф. Ивановым, П.А. Ковальским и др.
Организатором кафедры гистологии Томского университета в 1888 г. стал замечательный нейрогистолог, ученик К.А. Арнштейна А.С. Догель. В 1895 году Догеля избрали заведующим кафедрой гистологии Петербургского университета, которой прославленный ученый руководил до конца своей жизни. Он изучал тонкое строение чувствительных нервных узлов, выявил свыше десяти типов нейронов, а также сложные перицеллюлярные сплетения. На своих прекрасно изготовленных препаратах продемонстрировал все известные ныне чувствительные окончания в тканях и органах. В 1898 году в вегетативных ганглиях им были обнаружены два типа нейронов. Метод суправитальной окраски нервных элементов метиленовым синим, предложенный А.С. Догелем, остается классическим. Заслугой А.С. Догеля можно считать и основание журнала «Русский архив анатомии, гистологии, эмбриологии», который нашел признание и за рубежом.