Histologia
1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 1 1. Johdanto Kirjallisuus Mikrotekniikka Mikroskopointi 2. Soluvälimateriaali Matrix Säikeet 3. Kudostyypit Epiteelikudos Sidekudos • varsinainen sidekudos • rusto • luu • veri Lihaskudos • sileä lihaskudos • poikkijuovainen lihaskudos • sydänlihas Hermokudos Histologia http://cc.oulu.fi/~ehohtola/kb/ salasana kbkbkb 1 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 4. Elimet, elinjärjestelmät Verenkiertoelimistö Lymfajärjestelmä Iho Aistinelimet Ruoansulatuskanava + rauhaset Hengityselimet Virtsanerityselimet Umpirauhaset Sukupuolielimet 1 2 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 1. Johdanto Mikrotekniikka (mikroskooppinen tekniikka, erillinen kurssi) kr. HISTOS = kudos, LOGOS = oppi Kudosten rakennetta ei voida tarkastella suoraan mikroskoopissa; tarvitaan sopiva preparaatti ja värjäys MIKROTEKNIKKA Kirjallisuutta Preparaattityypit • Young & Heath: Wheater’s Functional Histology, A text and colour atlas. Edinburgh, London : Churchill Livingston (4. painos, 2000) • totaalipreparaatti (esim. 1-soluiset, ohuet kalvot) • leikepreparaatti (yleisin) Lähitieteet • Kehitysbiologia • Fysiologia • Solubiologia • (Mikro)anatomia • Patologia • Oikeuslääketiede • sivelypreparaatti (esim. veri) • murskepreparaatti (esim. kromosomipreparaatit) Valmistusvaiheet fikseeraus 3 valu leikkaus värjäys mikroskopointi 4 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus mikroskopointi valu leikkaus värjäys mikroskopointi • estää kudoksen autolyysin (lysosomit) • valu (petaus) parafiiniin tai muoviin • kovettaa • edistää värjäytymistä • vaatii veden poiston 30 % alkoholi … ksyleeni (ns. nouseva sarja) • formaldehydi, paraformaldehydi, alkoholi, pikriinihappo, etikkahappo seokset • valu voidaan tehdä myös jäädyttämällä, jolloin fikseerausta ja veden poistoa ei tarvita kudos kestää leikkauksen ”blokki” leikkausta varten abs. alkoholi • esim. Bouin: pikriinihappo (saturoitu vesiliuos) 75 osaa + formaliini (40 % formaldehydi) 25 osaa + jääetikka (100 % etikkahappo) 5 osaa kudospalan oltava pieni 2-3 mm nopea fikseeraus muoviblokki parafiiniblokki 5 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus • leikkaus valu leikkaus värjäys mikroskopointi 6 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi leikkeet/leikenauha terä • valomikroskopia mikrotomilla 1-15 µm, EM << 1µm (ultramikrotomi), jääleikkeet kryostaattimikrotomilla (jäähdytys) leike blokki 7 8 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi • Leikkeet kiinnitetään objektilasille (EM:ssa kuparihilalle) esim. munanvalkuais-glyseroli-seoksella lämpöpöydällä (nauhojen oikaisu) • Jääleikkeet suoraan lasille • Värjäystä varten parafiini yleensä poistettava (värit vesiliukoisia) laskeva sarja (ksyleeni abs. alkoholi… 30 % alkoholi vesi) 9 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi 10 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi Esimerkki Värjäys perustuu väriaineisiin hematoksyliini • yleensä aromaattisia orgaanisia molekyylejä eosiini • molekyylissä kaksi osaa • kromofori eli ”värin kantaja” • esim. parakinoni, Atso-ryhmiä -N=N-, atsiini, ym. • auksokromi: värin sitoutuminen, pysyvyys • -COOH, -NH2, -OH -ryhmät • happamat, emäksiset värit (= anioniset ja kationiset värit), neutraalit värit • peittaus: värien saostus metallisuoloilla (kangasvärjäyksessä ”puretus”) • EM-’värit’ esim. osmiumtetroksidi 11 12 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys 1 mikroskopointi Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi Histokemialliset värjäykset (molekyylien spesifinen osoittaminen) • Entsyymihistokemia - entsyymien paikallistaminen kudoksissa • entsyymireaktio kytketään värireaktioon peitinlasi + peitinaine (esim. kanadanbalsami) • Immunohistokemia • vasta-aineiden hyväksikäyttö makromolekyylien osoittamisessa leikenauha 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi Syöpäspesifinen antigeeni, eturauhanen ATP-aasi, lihas 13 1 14 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi Valomikroskooppi • yleisin, teoreettinen erotuskyky 0.2 µm • erotuskyky riippuu: valon aallonpituudesta, väliaineen taitekertoimesta ja objektiivin avautumiskulmasta • tärkeimmät rakenteet havaittavissa ihmissilmin 40x suurennoksella! Fluoresenssimikroskooppi • UV-heräte kohteeseen konfokaali fluoresenssi fluoresenssi näkyvän valon alueella • autofluoresenssi, väriaineilla aikaansaatu fluoresenssi • konfokaalimikroskopia: herätevalo = laser sopii paksuille leikkeille, pistemäinen kohteen valaisu skannaus 15 16 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys 1 mikroskopointi Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine fikseeraus valu leikkaus värjäys mikroskopointi Valomikroskoopin sovellutuksia Elektronimikroskopia • pimeäkenttämikroskooppi • läpivalaisu-EM (transmission-EM, TEM) • faasikontrastimikroskooppi, värjäystä ei tarvita • pyyhkäisy-EM (Scanning-EM, SEM) – ”pintakuva” • interferenssikontrastimikroskooppi • omat leike- ja värjäystekniikat • polarisaatiomikroskooppi • elektronien läpäisevyys (elektroni-opaakkisuus) TEM ’väri’ SEM 17 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine Historiaa 18 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 2. Soluvälimateriaali • Mikroskooppi Leeuwenhook 1700-luku Kudos = solut + soluvälimateriaali (matrix, matriksi) • Tuma: Brown 1831 Matrix ei varsinaisesti elävää materiaalia • Soluteoria: Schwann & Schleiden 1838/39 Aina solujen tuottamaa • Ihmisen histologian oppikirja: Henle 1841 Kudosten ja tukirangan kovuus ja lujuus • Kudostyypit: Wirchow 1863 • luu > rusto > verkkomainen sidekudos • Mikrotomit, leikkeiden valmistus: 1800-luvun loppu Toimii diffuusiotienä • Elektronimikroskopia: 1940/50-luku Väliaineen 2 perustyyppiä • Entsyymihistokemia: 1950-luku • amorfinen eli homogeeninen • Immunohistokemia: 1960/70-luku • säikeinen • In situ mRNA-hybridisaatio: 1980-luku 19 20 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine GAG:t jaetaan ei-esteröityneisiin ja esteröityneisiin 2.1. Amorfinen väliaine 1. Ei-esteröityneet Joko suhteellisen jäykkiä (geeli) tai juoksevampia (sooli) • hyaluronihappo: glukuronihapon ja asetyyliglukosamiinin polymeeri M ≈ 1 000 000 Päätehtävä diffundoitumistie, adheesio Erotetaan kaksi komponenttia: perusaine + sementti • kondroitiini: glukuronihappo + N-asetyyligalaktosamiini M ≈ 25 000 Yleensä seoksia • glykoproteiinit + kollageeni (molekyylimuodossa) 2. Esteröityneet (-OSO3H) • hiilihydraatit • kondroitiinisulfaatti (galaktosamiinin, glukuronihapon ja sulfaatin polymeeri), dermataanisulfaatti • heksosamiinien ja heksuronihappojen polymeereja = glykosaminoglykaanit (GAG) = mukopolysakkaridit • keratohyaliini ihon keratiini • lipidit • sulfatoituneet muodot jäykempiä • vesi • liittyvät sulfaatin avulla proteiineihin proteoglykaanit (vanh. mukoproteiinit), runkona hyaluronihappo geelit (sementtiaine) 21 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine hyaluronihappo proteoglykaani M ≈ 22 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine Esiintyminen: • hyaluronihappo • useimpien elinten sidekudos-osassa • lisäksi nivelpussit, napanuora, silmän lasiainen • viskoosinen fluidi, sitoo helposti vettä, joka voi poistua • viskositeettia säätelee hyaluronidaasi-entsyymi (hydrolysoi) • kondroitiinisulfaatti • rusto, luu, aorta, sydänläpät, sarveiskalvo, napanuora ’kondro’ = rusto (kr. chondro-) ’hyalo’ = kr. lasi ’muko’ = lima (lat. mucus) Väliaineen valontaitto yleensä sama kuin vedellä! 108 EM-kuva kondroitiinisulfaatti 23 24 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 2.1. Säikeet Huom: Biologiassa syy = solu, säie = fibrilli (lääketieteessä eri käytäntö, esim. lihassäie = lihassolu) A. Kollageenisäikeet • tavataan kaikissa sidekudostyypeissä, eläinkudosten yleisin proteiini, jopa 25 % kaikista proteiineista • luun proteiini on pääosin kollageenia • ainakin 27 eri tyyppiä: tyyppi I 70 % koko elimistön kollageenista, 90 % luun kollageenista • Kollageeni + raskasmetallisuolat tai tanniini (nahan parkitseminen!) • Tanner = parkitsija erittäin vaikealiukoinen yhdiste • Lat. collum = liima, kollageeni = liimaa tuottava 25 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 26 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine • perusrakenne 3 peptidiketjun helix, joka kolmas ah = glysiini • GLY-X-Y • X usein proliini, Y hydroksiproliini • n. 1000 ah:n 1-kertainen helix tropokollageeni • 3-kertainen helix = tropokollageeni, gly helixin sisällä (+telopeptidit) • pituus 280 nm, läpimitta 1.4 nm • tropokollageeni mikrofibrilli mikrosäikeet (micofibrils) • ¼ limittäisyys • pituus useita µm, läpimitta 0.3 µm • mikrosäikeet + ristisidokset kollageenisäikeet kollageenisäie • läpimitta 1-12 µm 27 28 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine Kollageenisäikeet B. Retikuliinisäikeet iho • verkkomaisia, haaroittuvia • muodostavat pieniä verkostoja verisuonten, lihassolujen, rasvasolujen ym. ympärille • ”epäkypsää” kollageenia, muodostuu tropokollageenista suolilieve C. Elastiset säikeet • paljon mm. löyhässä sidekudoksessa • valtimoiden ympärillä, keuhkoissa • joustavia, kumimaisia • elastiini-proteiini, M ≈ 70 000, 8 ah, • ”random-coil”, 3-ulotteinen rakenne oskilloi SEM joustavuus • molekyylisillat lysiinin muodostamia (lysyylioksidaasi-entsyymi) 29 1 Johdanto, mikroskooppiset tekniikat, solujen väliaine retikukulaarisäikeet (imusolmuke) elastiset säikeet (valtimon seinämä) 31 30
© Copyright 2024