CYTOKJEMI: HISTORIE, GJENSTAND FOR STUDIE, NYTTE OG TEKNIKKER - BIOLOGI - 2026

Den cytochemistry består av en rekke teknikker som er basert på identifisering og disponering av spesifikke stoffer inne i cellen. Det regnes som en gren av cellebiologi som kombinerer cellemorfologi med kjemisk struktur.

I følge Bensley, grunnlegger av anvendelsen av moderne cytologi, uttrykker det at formålet med cytokjemi er å oppdage den kjemiske organisasjonen av celler for å forstå livets mysterier. I tillegg til å studere de dynamiske endringene som skjer under de forskjellige funksjonelle stadiene.

1: Pagets ekstramammarsykdom. (Hematoxylin-Eosin) 2: senile plakk observert i hjernebarken hos en pasient med Alzheimers sykdom. (Sølvimpregnering) 3: Kanintunge, kollagenfibre (blå). Muskelfibre (lilla strimler). (Massons trikrom). 4: Levervev med fet degenerasjon. (Sudan III) 5: Betent lever. Nekrose. (Toluidine blå) Kilder: Wikipedia. no / Bruker: KGH / Public Domain-filer / Mohit Lalwani

På denne måten er det mulig å bestemme den metabolske rollen som disse stoffene spiller i cellen.

Cytokjemi bruker to hovedmetoder. Den første er basert på kjemiske og fysiske prosedyrer. Disse teknikkene tyr til bruk av mikroskopet som et uunnværlig instrument for å visualisere de kjemiske reaksjonene som oppstår på spesifikke stoffer i cellen.

Eksempel: bruk av cytokjemiske fargestoffer, som f.eks. Feulgen-reaksjon eller PAS-reaksjon.

Den andre metoden er basert på biokjemi og mikrokjemi. Med denne metodikken er det mulig å kvantitativt bestemme tilstedeværelsen av intracellulære kjemikalier.

Blant stoffene som kan avsløres i en vevs- eller cellestruktur er følgende: proteiner, nukleinsyrer, polysakkarider og lipider.

Cytokjemis historie

Cytokjemiske teknikker siden oppfinnelsen har bidratt til å forstå sammensetningen av celler, og over tid har det dukket opp en rekke teknikker som bruker forskjellige typer fargestoffer med forskjellige tilhørigheter og grunnleggende forhold.

Deretter åpnet cytokjemien nye horisonter ved bruk av visse underlag for å vise kolorimetrisk tilstedeværelse av enzymer eller andre molekyler i cellen.

På samme måte har andre teknikker dukket opp som immunocytokjemi som har vært til stor hjelp i diagnosen mange sykdommer. Immunocytochemistry er basert på antigen-antistoffreaksjoner.

På den annen side har cytokjemi også brukt lysstoffstoffer kalt fluorokromer, som er utmerkede markører for påvisning av visse cellestrukturer. På grunn av egenskapene til fluorokrom, fremhever det strukturer det er festet til.

Hva studerer du?

De forskjellige cytokjemiske teknikkene som brukes på en biologisk prøve har noe til felles: De avslører tilstedeværelsen av en spesifikk type stoff og kjenner dens plassering i den biologiske strukturen som vurderes, det være seg en celletype eller et vev.

Disse stoffene kan være enzymer, tungmetaller, lipider, glykogen og definerte kjemiske grupper (aldehyder, tyrosin, etc.).

Informasjonen som gis av disse teknikkene kan gi veiledning ikke bare for identifisering av celler, men også for diagnose av forskjellige patologier.

For eksempel er cytokjemiske flekker veldig nyttige for å skille mellom de forskjellige typene leukemier, siden noen celler uttrykker visse enzymer eller nøkkelstoffer og andre ikke.

På den annen side skal det bemerkes at for bruk av cytokjemi, må følgende hensyn tas:

1) Stoffet må immobiliseres på stedet der det finnes naturlig.

2) Stoffet må identifiseres ved bruk av underlag som reagerer spesifikt med det og ikke med andre forbindelser.

Nytte

Prøvene som kan studeres ved hjelp av cytokjemiske teknikker er:

- Utvidet perifert blod.

- Utvidet benmarg.

- Vev løst for histokjemiske teknikker.

- Celler fikset ved cytosentrifugering.

Cytokjemiske teknikker er veldig støttende innen hematologi, ettersom de er mye brukt for å hjelpe til med diagnostisering og differensiering av visse typer leukemier.

For eksempel: Esterase-reaksjoner brukes til å skille myelomonocytisk leukemi fra akutt monocytisk leukemi.

Benmarg og perifert blodutstryk fra disse pasientene er like, ettersom noen celler er vanskelige å identifisere morfologisk alene. For dette blir esterasetesten utført.

I den første er spesifikke esteraser positive, mens i den andre er ikke-spesifikke esteraser positive.

De er også veldig nyttige innen histologi, siden for eksempel bruk av tungmetallfargingsteknikk (sølvimpregnering) farger retikulære fibre med en intens brun farge i hjertevævet.

Teknikker i cytokjemi

De mest brukte teknikkene vil bli forklart nedenfor:

- Bruk av fargestoffer

Flekkene som brukes er veldig forskjellige i cytokjemiske teknikker, og disse kan klassifiseres i henhold til flere synsvinkler:

I henhold til det radikale som de har en tilhørighet for

De er delt inn i: sure, basiske eller nøytrale. De er de enkleste og mest brukte gjennom historien, slik at vi kan skille de basofile komponentene fra de acidofile. Eksempel: hematoksylin-eosinfarging.

I dette tilfellet flekker kjernene i cellene blå (de tar hematoxylin, som er den grunnleggende flekken) og cytoplasmaene, røde (de tar eosin, som er den sure flekken).

I henhold til fargen de gir

De kan være ortokromatisk eller metakromatisk. Ortokromatene er de som farger strukturene i samme farge som fargestoffet har. For eksempel tilfellet eosin, hvis farge er rød og flekker rød.

På den annen side befarer metakromatika en annen farge enn deres, som for eksempel toluidin, hvis farge er blå og likevel flekker fiolett.

Vital eller supravital fargestoffer

De er ufarlige fargestoffer, det vil si at de fargelegger celler og holder seg i live. Disse flekkene kalles vitale (f.eks. Trypanblå for å flekker makrofager) eller supravitale (f.eks. Janus grønn for å flekker mitokondrier eller nøytral rød til flekklysosomer).

- Påvisning av lipider ved hjelp av fettløselige fargestoffer

Osmiumtetroksid

Det flekker lipider (umettede fettsyrer) svart. Denne reaksjonen kan observeres med lysmikroskopet, men fordi dette fargestoffet har høy tetthet, kan det også visualiseres med et elektronmikroskop.

Sudan III

Det er en av de mest brukte. Dette fargestoffet diffunderer og oppløseliggjøres i vevene og akkumuleres inne i lipiddråpene. Fargen er skarlagen rød.

Sudan svart flekk B

Det gir bedre kontrast enn de forrige fordi det er i stand til å oppløses også i fosfolipider og kolesterol. Det er nyttig for å påvise azurofile og spesifikke granuler av modne granulocytter og deres forløpere. Derfor identifiserer den myeloide leukemier.

- Aldehyde-gruppefarging (periodisk syre Schiff-flekk)

Periodisk syre Schiff-flekk kan oppdage tre typer aldehydgrupper. De er:

- Gratis aldehyder, naturlig til stede i vev (plasmareaksjon).

- Aldehyder produsert ved selektiv oksidasjon (PAS-reaksjon).

- Aldehyder generert ved selektiv hydrolyse (Feulgen-reaksjon).

PAS-reaksjon

Denne fargingen er basert på å oppdage visse typer karbohydrater, for eksempel glykogen. Periodisk syre Schiff bryter CC-bindingene til karbohydrater på grunn av oksidasjon av glykoliske grupper 1-2, og klarer å frigjøre aldehydgrupper.

Frie aldehydgrupper reagerer med Schiffs reagens og danner en lilla-rød forbindelse. Utseendet til den lilla-røde fargen viser en positiv reaksjon.

Denne testen er positiv i planteceller, og detekterer stivelse, cellulose, hemicellulose og peptiner. Mens det i dyreceller oppdager det muciner, mukoproteiner, hyaluronsyre og kitin.

I tillegg er det nyttig ved diagnostisering av lymfoblastiske leukemier eller erytroleukemi, blant andre patologier av myelodysplastisk type.

Når det gjelder sure karbohydrater, kan den alcian blå flekken brukes. Testen er positiv hvis man observerer en lyseblå / turkis farge.

Plasmal reaksjon

Plasmareaksjonen avslører tilstedeværelsen av visse langkjedede alifatiske aldehyder som håndflate og stearal. Denne teknikken brukes på frosne histologiske seksjoner. Det behandles direkte med Schiffs reagens.

Feulgen reaksjon

Denne teknikken oppdager tilstedeværelsen av DNA. Teknikken består i å utsette det faste vevet for en svak sur hydrolyse for senere å få det til å reagere med Schiffs reagens.

Hydrolyse eksponerer deoksyribose-aldehydgruppene ved deoksyribose-purin-bindingen. Schiffs reagens reagerer deretter med aldehydgruppene som ble igjen fri.

Denne reaksjonen er positiv i kjernene og negativ i cytoplasmaene i cellene. Positiviteten er påvist av tilstedeværelsen av en rød farge.

Hvis denne teknikken er kombinert med metylgrønn-pyronin, er det mulig å oppdage DNA og RNA samtidig.

- Cytokjemiske flekker for proteinstrukturer

For dette kan Millon-reaksjonen brukes, som bruker kvikksølvnitrat som reagens. Strukturer som inneholder aromatiske aminosyrer vil farge rødt.

- Cytokjemiske flekker som bruker underlag for å vise tilstedeværelse av enzymer

Disse flekkene er basert på inkubasjonen av den biologiske prøven med et spesifikt underlag, og reaksjonsproduktet reagerer deretter med diazosalter for å danne et farget kompleks.

esteraser

Disse enzymene er til stede i lysosomene til noen blodceller og er i stand til å hydrolysere organiske estere som frigjør naftol. Sistnevnte danner et uoppløselig azofargestoff når det binder seg til et diazosalt, og flekker stedet der reaksjonen skjer.

Det er flere underlag, og avhengig av hvilken som brukes, kan spesifikke esteraser og ikke-spesifikke esteraser identifiseres. Førstnevnte er til stede i umodne celler i myeloide serien og sistnevnte i celler med monocytisk opprinnelse.

Underlaget brukt for bestemmelse av spesifikke esteraser er: naftol-AS-D kloroacetat. Mens for bestemmelse av ikke-spesifikke esteraser kan flere underlag brukes, så som naftol AS-D-acetat, alfa-naftylacetat og alfa-naftylbutyrat.

I begge tilfeller vil cellene flekker dypt rødt når reaksjonen er positiv.

myeloperoksidase

Dette enzymet finnes i de azurofile granulatene av granulocytiske celler og monocytter.

Dets deteksjon brukes til å skille leukemier av myeloide opphav fra lymfoide. Celler som inneholder myeloperoksidaser blir okergule.

fosfataser

Disse enzymene frigjør fosforsyrer fra forskjellige underlag. De skiller seg fra hverandre i henhold til spesifisiteten til underlaget, pH og virkningen av hemmere og inaktiveringsmidler.

Blant de mest kjente er fosfomonoesteraser som hydrolyserer enkle estere (PO). Eksempel: alkalisk fosfatase og sur fosfatase, så vel som fosfamidaser som hydrolyserer bindingene (PN). Disse brukes til å differensiere lymfoproliferative syndromer og for diagnostisering av hårcelleleukemi.

- Trikromiske farger

Mallary-Azan Trichrome

De er nyttige for å skille cytoplasma av celler fra fibrene i bindevevet. Celler flekker røde og kollagenfibre blå.

Massons trikrom

Dette har samme nytte som den forrige, men i dette tilfellet flekker cellene røde og kollagenfibrene grønne.

- Fargestoffer som flekker spesifikke organeller

Janus Green

Det farger selektivt mitokondriene.

Sølvsalter og osminsyre

Flekker Golgi-apparatet.

Toluidinblå

Flekker Nissis kropper

Sølvsalter og PAS

De flekker retikulære fibre og basallamina.

Orcein og fuchsin resorcin

De farger elastiske fibre. Med den første er de farget brun og med den andre dyp blå eller lilla.

- Andre teknikker brukt i cytokjemi

Bruk av lysstoffrør eller fluorokrom

Det er teknikker som bruker lysstoffstoffer for å studere plasseringen av en struktur i en celle. Disse reaksjonene visualiseres med et spesielt mikroskop kalt fluorescens. Eksempel: IFI-teknikk (indirekte immunfluorescens).

Påvisning av cellulære komponenter ved immunocytokjemi

Disse teknikkene er veldig nyttige i medisin, da de hjelper til med å oppdage en viss cellestruktur og også kvantifisere den. Denne reaksjonen er basert på en antigen-antistoffreaksjon. For eksempel: ELISA-teknikker (Enzyme Immuno Assay).

anbefalinger

- Det er nødvendig å bruke kontrollutstryk for å evaluere fargenes gode ytelse.

- Ferske utstryk skal brukes til å gjennomgå cytokjemisk farging. Hvis det ikke er mulig, bør de holdes beskyttet mot lys og lagres ved 4 ° C.

- Man må passe på at fiksativet som brukes ikke påvirker stoffet som skal undersøkes negativt. Det må med andre ord forhindres i å kunne trekke ut eller hemme det.

- Brukstidspunktet for fikseringsmidlene må respekteres, siden det generelt bare skal vare sekunder, ettersom utsetting av smøret lenger for fikseringsmiddelet kan skade enkelte enzymer.

referanser

1. "Cytochemistry." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 30 jun 2018, 17:34 UTC. 9. jul 2019, 02:53 Tilgjengelig på: wikipedia.org
2. Villarroel P, de Suárez C. Metallimpregneringsmetoder for studier av myokardiale retikulære fibre: Sammenlignende studie. RFM 2002; 25 (2): 224-230. Tilgjengelig på: scielo.org
3. Santana A, Lemes A, Bolaños B, Parra A, Martín M, Molero T. Cytokemi av sur fosfatase: metodologiske betraktninger. Rev Diagn Biol. 200; 50 (2): 89-92. Tilgjengelig på: scielo.org
4. De Robertis E, De Robertis M. (1986). Cellulær og molekylærbiologi. 11. utgave. Redaksjonell Ateneo. Buenos Aires, Argentina.
5. Klassiske verktøy for å studere cellebiologi. TP 1 (supplerende materiale) - Cell Biology. Tilgjengelig på: dbbe.fcen.uba.ar