HISTOKEMIA: PERUSTELUT, PROSESSOINTI, VÄRJÄYS - BIOLOGIA - 2026

Histokemiallista on hyödyllinen työkalu tutkittaessa morfologia eri biologisten kudosten (kasvit ja eläimet), koska sen reaktion periaate kudoksen komponenttien, kuten hiilihydraattien, lipidien ja proteiinien, muiden muassa, kemiallisia väriaineita.

Tämän arvokkaan työkalun avulla voidaan tunnistaa kudosten ja solujen koostumus ja rakenne sekä niissä tapahtuvat erilaiset reaktiot. Samoin voidaan todistaa mahdollinen kudosvaurio, joka johtuu mikro-organismien läsnäolosta tai muista patologioista.

Histokemialliset tahrat. Niilin virus, gram-positiiviset ja gram-negatiiviset bakteerit (gram), Histoplasma capsulatum (Grocott), Mycobacterium tuberculosis (Ziehl Neelsen). Lähde: Pixinio.com/Wikipedia.org/Nephron / CDC / Dr. George P. Kubica

Histokemia menneiltä vuosisatoilta on tuottanut merkittävää panosta, kuten Paul Ehrlichin osoittama veren ja aivojen esteen olemassaolo. Tämä oli mahdollista, koska Ehrlichin käyttämän koe-eläimen aivoja ei värjätty aniliinilla, joka on perusväriaine.

Tämä johti erilaisten väriaineiden, kuten metyleenisinisen ja indofenolin, käyttöön erityyppisten solujen värjäämiseksi. Tämä havainto johti solujen luokitteluun happofiilisiksi, basofiilisiksi ja neutrofiilisiksi niiden spesifisen värjäytymisen mukaan.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat soveltaneet tätä tekniikkaa osoittamaan erilaisten yhdisteiden, kuten fenolien, samoin kuin hiilihydraattien ja ei-rakenteellisten lipidien, läsnäolo Litsea glaucescens -lajien kudoksissa, jotka tunnetaan paremmin nimellä laakeri. Löydät nämä sekä lehdestä että puusta.

Samoin Colares ym. 2016 tunnistivat lääketieteellisesti kiinnostavan kasvin Tarenaya hassleriana käyttämällä histokemiallisia tekniikoita. Tässä lajissa havaittiin tärkkelyksen, myrosiinin, samoin kuin fenolisten ja lipofiilisten yhdisteiden läsnäolo.

Perusta

Histokemia perustuu kudoksiin läsnä olevien solurakenteiden tai molekyylien värjäykseen, johtuen niiden affiniteetista tiettyihin väriaineisiin. Näiden rakenteiden tai molekyylien värjäysreaktio alkuperäisessä muodossaan visualisoidaan myöhemmin optisessa mikroskoopissa tai elektronimikroskoopissa.

Värjäyksen spesifisyys johtuu soluissa tai kudosmolekyyleissä läsnä olevista ioneja hyväksyvistä ryhmistä.

Lopuksi, histokemiallisten reaktioiden tavoitteena on pystyä osoittamaan se värjäämällä. Suurimmista biologisista rakenteista pienimpiin kudoksiin ja soluihin. Tämä voidaan saavuttaa ansiosta, että väriaineet reagoivat kemiallisesti kudosten, solujen tai organelien molekyylien kanssa.

syyte

Histokemiallinen reaktio voi sisältää vaiheet ennen tekniikan suorittamista, kuten kudoksen kiinnittäminen, upottaminen ja leikkaaminen. Siksi on otettava huomioon, että näissä vaiheissa tunnistettava rakenne voi vaurioitua, mikä tuottaa vääriä negatiivisia tuloksia, vaikka se olisi läsnä.

Tästä huolimatta asianmukaisesti suoritettu kudoksen aikaisempi kiinnitys on tärkeätä, koska se estää autolyysin tai solujen tuhoutumisen. Tätä varten käytetään kemiallisia reaktioita muun muassa orgaanisten liuottimien, kuten formaldehydin tai glutaraldehydin, kanssa.

Kankaan sisällyttäminen tapahtuu siten, että se säilyttää lujuutensa leikattaessa ja estää siten sen muodonmuutoksen. Lopuksi leikkaus tehdään mikrotomilla näytteiden tutkimiseksi optisella mikroskopialla.

Lisäksi ennen histokemiallisen värjäyksen aloittamista on suositeltavaa sisällyttää ulkoiset tai sisäiset positiiviset kontrollit jokaiseen testierään. Sekä tiettyjen väriaineiden käyttö tutkittavissa rakenteissa.

Histokemialliset tahrat

Histokemiallisten tekniikoiden ilmestymisestä nykypäivään on käytetty laajaa valikoimaa värjäysaineita, mukaan lukien yleisimmin käytetyt, kuten: Periodic acid Schiff (PAS), Grocott, Ziehl-Neelsen ja Gram.

Samoin muita väriaineita on käytetty harvemmin, kuten Intian mustetta, orkeiinia tai Massonin trikromivärjäystä.

Periodic Acid Schiff (PAS)

Tällä värjäyksellä voidaan havaita molekyylejä, joilla on korkea hiilihydraattipitoisuus, kuten: glykogeeni ja mutsiini. Se on kuitenkin hyödyllinen myös mikro-organismien, kuten sienten ja loisten, tunnistamisessa. Lisäksi tiettyjen rakenteiden (pohjakalvo) iholla ja muissa kudoksissa.

Tämän värjäyksen perusta on, että väriaine hapettaa kahden lähellä olevan hydroksyyliryhmän väliset hiilisidokset. Tämä tuottaa aldehydiryhmän vapautumisen, ja tämä havaitaan Schiffin reagenssilla antaen violetin värin.

Schiff-reagenssi koostuu emäksisestä fuksiinista, natriummetabisulfiitista ja suolahaposta, nämä komponentit ovat vastuussa purppuranvärityksestä, kun aldehydiryhmiä on läsnä. Muutoin muodostuu väritön happo.

Värjäytymisen voimakkuus riippuu monosakkarideissa läsnä olevien hydroksyyliryhmien määrästä. Esimerkiksi sienissä, kellarimembraaneissa, muksiineissa ja glykogeenissä väri voi vaihdella punaisesta purppuraan, kun taas ytimet värjäävät sinisenä.

Grocott

Se on yksi tahroista, joilla on suurin herkkyys sienten tunnistamisessa parafiiniin upotetussa kudoksessa. Tämä mahdollistaa erilaisten sienirakenteiden tunnistamisen: muun muassa hyphae, itiöt, endospoorit. Siksi sitä pidetään rutiinisena tahnana mykoosin diagnosoinnissa.

Sitä käytetään erityisesti keuhkojen mykoosien, kuten pneumokystoosin ja aspergilloosin, diagnoosissa, jotka ovat aiheuttaneet vastaavasti Pneumocystis-sukujen ja Aspergillus-sukujen sienet.

Tämä liuos sisältää hopeanitraattia ja kromihappoa, jälkimmäinen on kiinnitys- ja väriaine. Perustelut ovat, että tämä happo tuottaa hydroksyyliryhmien hapettumisen aldehydeiksi sienirakenteissa läsnä olevien mukopolyakharidien avulla, esimerkiksi sienten soluseinämässä.

Lopuksi liuoksessa oleva hopea hapetetaan aldehydien toimesta aiheuttaen mustan värin, jota kutsutaan argentafiinireaktioksi. Kontrastivärejä, kuten vaaleanvihreä, voidaan myös käyttää, ja siten sienirakenteet havaitaan mustana vaaleanvihreällä taustalla.

Ziehl-Neelsen

Tämä värjäys perustuu happo-alkoholiresistenssin esiintymiseen osittain tai kokonaan joissakin mikro-organismeissa, kuten Nocardia, Legionella ja Mycobacterium-sukuissa.

Tämän värjäyksen käyttöä suositellaan, koska aikaisemmin mainittujen mikro-organismien soluseinä sisältää kompleksisia lipidejä, jotka estävät väriaineiden tunkeutumista. Varsinkin hengitysteistä otetuissa näytteissä.

Siinä käytetään vahvoja väriaineita, kuten karbolifuksiinia (emäksistä väriainetta), ja lämpöä levitetään siten, että mikro-organismi voi pitää väriaineen eikä värjäydy happojen ja alkoholien kanssa. Lopuksi levitetään metyleenisinistä liuosta värillisten rakenteiden väritykseen.

Happo-alkoholiresistenssin läsnäolo havaitaan punaisiksi värjätyissä rakenteissa, kun taas rakenteet, jotka eivät kestä haalistumista, värjätään sinisinä.

Gram- ja kiinalainen muste

Gram on erittäin hyödyllinen tahra muun muassa bakteeri- ja sieni-infektioiden diagnosoinnissa. Tämän värjäyksen avulla on mahdollista erottaa gram-positiiviset ja gram-negatiiviset mikro-organismit, mikä osoittaa selvästi erot, jotka esiintyvät soluseinämän koostumuksessa.

Intiassa muste on tahra, jota käytetään kontrasteroimaan rakenteita, jotka sisältävät polysakkaridit (kapseli). Tämä johtuu siitä, että ympäristöön muodostuu rengas, joka on mahdollista Cryptococcus neoformansissa.

orseiiniin

Tällä värjäyksellä eri solujen elastiset kuidut ja kromosomit värjäytyvät, mikä mahdollistaa jälkimmäisten kypsemisprosessin arvioinnin. Tästä syystä se on ollut erittäin hyödyllinen sytogeneettisissä tutkimuksissa.

Tämä perustuu väriaineen ottoon molekyylien, kuten DNA: n, negatiivisilla varauksilla, joita on läsnä monenlaisten solujen ytimissä. Joten nämä värjätään sinisestä tummaan violettiin.

Massonin trikromi

Tätä tahraa käytetään tunnistamaan joitain mikro-organismeja tai materiaaleja, jotka sisältävät melaanisia pigmenttejä. Tämä koskee mykoosia, jonka ovat aiheuttaneet dematiaceous-sienet, pheohifomycosis ja mustajyväinen eumysetooma.

Lopulliset ajatukset

Viime vuosina on tapahtunut paljon edistystä uusien diagnoositekniikoiden luomisessa, joissa histokemia liittyy, mutta liittyy muihin perusteisiin tai periaatteisiin. Näillä tekniikoilla on erilainen tarkoitus, kuten immunohistokemian tai entsymohistokemian tapauksessa.

Viitteet

1. Acuña U, Elguero J. Histoquímica. Chem. 2012; 108 (2): 114 - 118. Saatavana osoitteessa: are.iqm.csic.es
2. Mestanza R. Mikro-organismien tunnistamiseen käytettyjen PAS-, Grocott- ja Ziehl-Neelsen-histokemiallisten tahrojen tiheys, joka suoritettiin Eugenio Espejo -sairaalan patologisen anatomian yksikössä vuonna 2015.. Ecuadorin yliopisto, Quito; 2016.Saatavilla osoitteessa: dspace.uce.edu
3. Tapia-Torres N, Pala-Pérez-Olvera C, Román-Guerrero A, Quintanar-Isaías A, García-Márquez E, Cruz-Sosa F. Histokemia, litseanlehden ja puun kokonaisfenolipitoisuus ja antioksidanttivaikutus. glaucescens Kunth (Lauraceae). Puu ja metsät. 2014; 20 (3): 125 - 137. Saatavana osoitteessa redalyc.org
4. Colares, MN, Martínez-Alonso, S, Arambarri, AM. Tarenaya hassleriana (Cleomaceae), lääketieteellisesti kiinnostava laji, anatomia ja histokemia. Latinalaisen Amerikan ja Karibian lääke- ja aromikasvien tiedote 2016; 15 (3): 182-191. Saatavana osoitteessa redalyc.org
5. Bonifaz A. Peruslääketieteellinen mykologia. 4. painos. Meksiko: McGraw-Hill Interamericana editores, SA de CV 2012.
6. Silva Diego Filipe Bezerra, Santos Hellen Bandeira de Pontes, León Jorge Esquiche, Gomes Daliana Queiroga de Castro, Alves Pollianna Muniz, Nonaka Cassiano Francisco Weege. Kielen kara-solu-okasolusyövän kliininen patologinen ja immunohistokemiallinen analyysi: harvinainen tapaus. Einstein (São Paulo) 2019; 17 (1): eRC4610. Saatavana osoitteesta: scielo.br