Техника приготовления гистологических препаратов для световой микроскопии, основные этапы данного процесса и требования к условиям его реализации. Методы исследования в гистологии и цитологии. Примерная схема окраски препаратов гематоксилин – эозином.
Микроскопическое изучение клеток и тканей может проводиться двумя основными путями в зависимости от состояния исследуемого объекта: исследование живых клеток и тканей, исследование неживых клеток и тканей, сохраняющих структуру благодаря специальным приемам фиксации[2]. Взятый для гистологического исследования материал сразу же должен подвергаться фиксации. После фиксации материал промывают (чаще всего в течение нескольких часов в проточной воде) с тем, чтобы избавить его от избытка фиксатора и различных осадков фиксирующих жидкостей. Парафин в воде не растворяется, и поэтому промытый после фиксации кусочек ткани необходимо предварительно обезводить, и только затем пропитывать. При заливке в парафин кусочки из абсолютного спирта переносятся в смесь абсолютного спирта с хлороформом или ксилолом, взятых поровну, затем чистый ксилол и, наконец, в расплавленный насыщенный раствор парафина в хлороформе, где они находятся в термостате при температуре 37? до 1 суток и более.
Введение
Гистологические методы исследования применяются для изучения строения и функции клеток и тканей в норме, патологии и эксперименте. Основой гистологического метода исследования является гистологическая техника - комплекс методических приемов, используемых при изготовлении препаратов клеток и тканей для их микроскопического исследования. Микроскопическое изучение клеток и тканей может проводиться двумя основными путями в зависимости от состояния исследуемого объекта: исследование живых клеток и тканей, исследование неживых клеток и тканей, сохраняющих структуру благодаря специальным приемам фиксации[2].
1. Техника приготовления гистологических препаратов для световой микроскопии
Основные этапы приготовления гистологических препаратов: 1. Взятие материала;
2. Фиксация;
3. Промывка в воде;
4. Обезвоживание и уплотнение;
5. Заливка;
6. Приготовление срезов;
7. Окрашивание;
8. Заключение срезов.
Краткая характеристика этапов: 1. Взятие материала
Для гистологического исследования берут кусочки органов и тканей величиной не более 1 см?. Материал желательно получать как можно раньше после смерти людей (метод исследования материала трупа человека - аутопсия). С диагностической целью материал для гистологического исследования может забираться у людей прижизненно с помощью специальных инструментов или во время операций. Этот способ получения материала носит название биопсии.
2. Фиксация
Взятый для гистологического исследования материал сразу же должен подвергаться фиксации. Фиксация - метод обработки ткани с целью закрепления ее прижизненной структуры. Это достигается путем воздействия на ткань специальных растворов (фиксаторов). Наиболее существенным изменением, происходящим в тканях под воздействием фиксатора является процесс свертывания (коагуляции) белков. Количество фиксатора следует брать в 20-100 раз больше объема кусочка фиксируемого материала.
Существуют фиксаторы простые и сложные. К простым относятся 10-20% раствор формалина, 96 ? спирт, 100 (абсолютный) спирт, 1-2% раствор осмиевой кислоты и др. Сложные фиксаторы: спирт - формол (спирт 70? - 100 мл. и формалин 2-5 мл.) жидкость Ценкера (сулема - 5 г, сернокислый натрий - 1 г., двухромовокиолый калий - 2,5 г, дистиллированная вода - 100 мл., ледяная уксусная кислота 5 мл.) и др. Продолжительность фиксации - от нескольких часов до 1 суток и более в зависимости от свойств фиксатора и характера исследуемого материала.
3. Помывка в воде
После фиксации материал промывают (чаще всего в течение нескольких часов в проточной воде) с тем, чтобы избавить его от избытка фиксатора и различных осадков фиксирующих жидкостей.
Изучить с помощью микроскопа такие фиксированные кусочки органов невозможно, т.к. они не прозрачны. Чтобы кусочек органа можно было микроскопировать, его надо разрезать на очень тонкие пластинки - срезы, толщина которых измеряется в микрометрах. Такие срезы получают с помощью специальных приборов - микротомов. Но для того, чтобы резать на микротоме кусочек ткани, ее надо предварительно уплотнить. Это достигается путем пропитывания застывающими жидкостями - расплавленным парафином. Парафин в воде не растворяется, и поэтому промытый после фиксации кусочек ткани необходимо предварительно обезводить, и только затем пропитывать.
4. Обезвоживание
Обезвоживание ткани производятся постепенно (чтобы не произошло сморщивания) путем проведения ее через спирты возрастающей крепости: 50?, 60?, 70?, 80?, 90?, 96?, 100?. В каждом спирте кусочки находятся от нескольких часов до 1 суток в зависимости от величины кусочка.
5. Уплотнение (заливка)
При заливке кусочки предварительно пропитываются теми жидкостями, которые служат растворителями для парафина (ксилол или толуол).
Заливка в парафин. При заливке в парафин кусочки из абсолютного спирта переносятся в смесь абсолютного спирта с хлороформом или ксилолом, взятых поровну, затем чистый ксилол и, наконец, в расплавленный насыщенный раствор парафина в хлороформе, где они находятся в термостате при температуре 37? до 1 суток и более. Дальнейшая заливка проводится в термостате при температуре 54? -56? в трех порциях парафина. Окончательная заливка проводится в парафин с добавлением воска, который наливают в специальные бумажные коробочки или стеклянные чашки, а затем эти коробочки или чашки после появления на поверхности парафина пленки, погружают в воду.
Происходит полное затвердение парафина. Кусочки с окружающим их парафином извлекают из коробочек и с помощью расплавленного парафина, наклеивают на деревянные кубики, получаются парафиновые блоки.
Уплотнения также можно добиться замораживанием кусочка органа (срочная биопсия).
6. Приготовление срезов
Срезы с блоков изготовляются на микротоме. Наиболее распространены микротомы санный и замораживающий. В специальных устройствах микротома зажимается парафиновый блок и микротомный нож. Существует механизм, поднимающий объектодержатель с блоком на заданное количество микрометров. Это позволяет при каждом скольжении ножа в плоскости параллельной поверхности блока получать срезы толщиной 5-10 микрометров с парафиновых блоков.
7. Окрашивание
Изготовленные на микротоме срезы окрашиваются. Перед окраской из парафиновых срезов обязательно удаляют парафин (растворением в ксилоле).
Окрашивание необходимо производить для того, чтобы отчетливо выявить под микроскопом тонкие структуры объекта. В неокрашенных срезах большинство структур одинаково преломляет свет, поэтому рассмотреть их не удается.
Выявление на срезе гистологических структур основано на неодинаковом их отношении к красителям. Одни структуры среза вступают в реакцию с кислыми красителями и ими окрашиваются (ацидофильные, оксифильные структуры), другие реагируют с основными красителями и окрашиваются преимущественно ими (базофильные структуры). Некоторые структуры окрашиваются и кислыми и основными красителями.
По происхождению различают краски естественные, к которым относятся краски растительного и животного происхождения, и краски искусственные. Краской растительного происхождения является гематоксилин, который добывается из кампешевого дерева, растущего в Америке и в Армении.
К краскам животного происхождения относится кармин, который добывается из насекомых кошенили, живущих на кактусовых деревьях в Мексике, Армении и др. В настоящее время большинство красок готовят синтетически (искусственные краски).
По окрашиванию определенных гистологических структур различают краски ядерные (окрашивание ядра), цитоплазматические (окрашивающие цитоплазму), и специальные, окрашивающие избирательно определенные структуры.
Существуют специальные краски и реактивы: судан Ш (окрашивает жир в оранжевый цвет), осмиевая кислота (импрегнируемый ею жир окрашиватся в черный цвет), резорцинфуксин Вейгерта (дает темно-синюю окраску эластических волокон), орсеин (окрашивает эластические волокна в бурый цвет). Метиленовый синий окрашивает нервные элементы в синий цвет, а при импрегнации серебром они приобретают коричневый цвет.
Чаще всего для окрашивания гистологических срезов применяется окрашивание раствором гематоксилина (приготовленным по методу Бемера) и 1-2% эозином [3].
8. Заключение среза
Окрашенные и промытые в воде срезы во избежание помутнения обезвоживают в спиртах (70?, 96?), просветляют в карбол-ксилоле, ксилоле, а затем на предметное стекло, где находится срез, помещают каплю бальзама и срез накрывают покровным стеклом. Бальзам представляет собой растворенную в ксилоле смолу одного из видов сосны, растущей в Канаде (канадский бальзам), смолу пихты (сибирский бальзам) или специальную синтетическую среду.
При исследовании биопсий с целью уточнения диагноза в гистологических лабораториях прибегают к ускоренной обработке материала. Кусочки тканей и органов при этом проходят те же этапы обработки, но за 5-7 дней. Иногда производится так называемая срочная биопсия, когда в течение 15-80 мин. материал фиксирует, получают срезы, окрашивают их и заключают. Быструю фиксацию производят в 10% формалине, подогреваемом пламенем горелки или с использованием СВЧ-печи. Уплотнения добиваются замораживанием (хлорэтилом, углекислотой или с помощью замораживающего микротома).
1. Парафиновые или замороженные срезы доводят до воды.
2. Окраска гематоксилином - в течении 3-5 минут.
3. Промывка в воде - 2 минуты.
4. Дифференцировка в спирте, подкисленном соляной кислотой (1% раствор соляной кислоты в 70% спирте), несколько секунд с последующим восстановлением подщелоченной водой (около 1 минуты). Этот этап желателен, но не обязателен.
Методы исследования в гистологии включают приготовление гистологических препаратов и их изучение с помощью микроскопа.
Основным методом гистологического исследования является световая микроскопия, разновидностями которой являются: - фазово-контрастная микроскопия - основана на смещении фаз световых волн при прохождении лучей через разные по плотности структуры изучаемого объекта, что приводит к повышению контрастности этих структур и позволяет рассматривать неокрашенные и живые клетки;
- интерференционная микроскопия - основана на разном ходе световых лучей, дающих такое изображение объекта, по которому можно судить о концентрации различных веществ в клетке;
- поляризационная микроскопия - основана на двойном лучепреломлении клеточных структур, что позволяет изучать спиральные или не видимые при других методах исследования структуры (например, миофибриллы);
- люминесцентная (флуоресцентная) микроскопия - основана на явлении свечения некоторых веществ при действии на них коротковолновых лучей, что дает возможность исследовать содержание в клетках нуклеиновых кислот, некоторых белков, при этом препараты предварительно окрашивают специальными красителями - флюорохромами;
- ультрафиолетовая микроскопия - основана на использовании ультрафиолетовой части спектра для просвечивания объекта.
Для изучения тонкого внутреннего строения клеток и межклеточных структур (ультраструктур) используют электронную микроскопию.
Для выявления в клетках различных химических соединений (аминокислот, белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и т.д.) используют гистохимические методы исследования, основанные на использовании красителей, которые избирательно связываются только с теми химическими соединениями клетки, которые необходимо изучить, и окрашивают их, делая видимыми.
Метод радиоавтографии, основанный на введении в клетку изотопов, которые включаются в соответствующие структуры (например, меченый тимидин встраивается в ядра клеток, синтезирующих ДНК), используется для изучения течения синтетических процессов в тканях.
Для изучения механизмов пролиферации и дифференцировки клеток, их реакции на различные воздействия используют метод культуры клеток и тканей, который основан на выращивании вне организма в искусственных питательных средах различных клеток.
Одним из современных методов, используемых в гистологии, является конфокальная микроскопия, которая позволяет получать трехмерное изображение исследуемого объекта с помощью специальных компьютерных программ[1].
