היסטוכימיה: רציונל, עיבוד, מכתים - ביולוגיה - 2025

Histochemical הוא כלי שימושי במחקר של המורפולוגיה של רקמות ביולוגיות שונות (צמחים ובעלי חיים) בשל עיקרון התגובה שלה של רכיבי רקמות כגון פחמימות, שומנים וחלבונים, בין יתר, צבעים כימיים.

כלי חשוב זה מאפשר לא רק לזהות את ההרכב והמבנה של הרקמות והתאים, אלא גם את התגובות השונות המתרחשות בהן. כמו כן ניתן להוכיח נזק אפשרי לרקמות הנגרמות על ידי נוכחות של מיקרואורגניזמים או פתולוגיות אחרות.

כתמים היסטוכימיים. נגיף הנילוס, חיידקים גראם וחיידק גראם שליליים (גראם), היסטופלסמה קפסולות (גרוקוט), שחפת Mycobacterium (Ziehl Neelsen). מקור: Pixinio.com/Wikipedia.org/Nephron / CDC / Dr. ג'ורג 'פ. קוביקה

ההיסטוכימיה, מאות שנים עברו, סיפקה תרומות חשובות, כמו הדגמת קיומו של מחסום הדם-מוח על ידי פול ארליך. זה היה אפשרי מכיוון שהמוח של חיית הניסוי ששימש ארליך לא הוכתם באנילין שהוא צבע בסיסי.

זה הוביל לשימוש בצבעים שונים כמו כחול מתילן ואינדרופנול, על מנת להכתים את סוגי התאים השונים. ממצא זה הביא לסיווג התאים לחמצת, בסיסופילית ונויטרופילית, על פי מכתים ספציפיים שלהם.

מחקרים אחרונים יישמו טכניקה זו כדי להראות את נוכחותם של תרכובות שונות, כולל פנולים, כמו גם פחמימות וליפידים לא מבניים, ברקמות של זני הגליזצסן Litsea, הידועים יותר בשם זרי הדפנה. מציאת אלה, הן בעלה והן בעץ.

באופן דומה, Colares et al, 2016, זיהו את הצמח בעל העניין הרפואי Tarenaya hassleriana, תוך שימוש בטכניקות היסטוכימיות. במין זה הוכח נוכחות של עמילן, מירוזין, כמו גם תרכובות פנוליות וליפופיליות.

בָּסִיס

ההיסטוכימיה מבוססת על מכתים של מבנים או מולקולות תאיות הקיימות ברקמות, הודות לזיקה שלהם לצבעים ספציפיים. תגובת הצבע של מבנים או מולקולות אלה במתכונת המקורית שלהם, מוצגת בהמשך במיקרוסקופ האופטי או במיקרוסקופ האלקטרוני.

הספציפיות של הכתמה נובעת מנוכחותן של קבוצות המקבלות יונים שנמצאות בתאים או במולקולות רקמות.

לבסוף, מטרת התגובות ההיסטוכימיות היא להיות מסוגלת להראות זאת באמצעות מכתים. מהמבנים הביולוגיים הגדולים ביותר ועד הקטנה ביותר ברקמות ותאים. ניתן להשיג זאת הודות לעובדה שהצבעים מגיבים כימית עם מולקולות הרקמות, התאים או האברונים.

תביעה

התגובה ההיסטוכימית עשויה להיות כרוכה בשלבים לפני ביצוע הטכניקה, כגון קיבוע, הטבעה וחיתוך של הרקמה. לפיכך, יש לקחת בחשבון שבצעדים אלה ניתן להיפגע במבנה שיש לזהות, ולהניב תוצאות שליליות שגויות, גם אם הוא קיים.

למרות זאת יש חשיבות לקיבוע הקודם של הרקמה המתבצעת כראוי, מכיוון שהיא מונעת אוטוליזה או הרס תאים. לצורך כך משתמשים בתגובות כימיות עם ממסים אורגניים כגון: פורמלדהיד או גלוטרלדהיד, בין היתר.

הכללת הבד נעשית כך שהיא שומרת על יציבותה בעת החיתוך ובכך מונעת את דפורמציה. לבסוף, החיתוך נעשה בעזרת מיקרוטום לחקר דגימות באמצעות מיקרוסקופיה אופטית.

בנוסף, לפני שתמשיך עם הכתמה ההיסטוכימית, מומלץ לשלב בקרות חיוביות חיצוניות או פנימיות בכל חבורת בדיקות. וכן שימוש בצבעים ספציפיים למבנים אותם יש ללמוד.

כתמים היסטוכימיים

החל מהופעתן של טכניקות היסטוכימיות ועד היום, נעשה שימוש במגוון רחב של כתמים, כולל אלה המשמשים בתדירות הגבוהה ביותר כמו: שיף חומצה תקופתית (PAS), גרוקוט, זייהל-נלסן וגראם.

בדומה, נעשה שימוש בצבעים אחרים בתדירות נמוכה יותר, כגון דיו בהודו, אורצ'ין או כתם הטריכרום של מאסון.

שיף חומצה תקופתית (PAS)

בעזרת צבע זה ניתן לראות מולקולות עם תכולת פחמימות גבוהה, כגון: גליקוגן ומוקין. עם זאת, הוא שימושי גם לזיהוי של מיקרואורגניזמים כמו פטריות וטפילים. בנוסף למבנים מסוימים (קרום המרתף) בעור וברקמות אחרות.

הבסיס להכתמה זו הוא שהצבע מחמצן את קשרי הפחמן בין שתי קבוצות הידרוקסיל סמוכות. זה מייצר את שחרור קבוצת האלדהיד, וזה מתגלה על ידי המגיב של שיף, ומעניק צבע סגול.

המגיב של שיף מורכב מפוקסין בסיסי, נתרן מטאביסולפיט וחומצה הידרוכלורית, כאשר מרכיבים אלה אחראים לצבע הסגול, כאשר קיימות קבוצות אלדהיד. אחרת נוצרת חומצה חסרת צבע.

עוצמת הצבע תלויה בכמות הקבוצות ההידרוקסיליות שנמצאות במונוסכרידים. לדוגמה, בפטריות, ממברנות המרתף, המוקינים והגליקוגן, הצבע יכול לנוע בין אדום לסגול, ואילו הגרעינים מכתים כחול.

גרוקוט

זהו אחד הכתמים עם הרגישות הגבוהה ביותר בזיהוי פטריות ברקמות משובצות פרפין. זה מאפשר זיהוי של מבני הפטרייה השונים: היפות, נבגים, אנדוספוריות, בין היתר. לכן הוא נחשב לכתם שגרתי לאבחון של mycosis.

משתמשים בו בעיקר באבחון של mycoses mycoses כגון pneumocystosis ו- aspergillosis הנגרמים על ידי כמה פטריות מהסוגות Pneumocystis ו- Aspergillus, בהתאמה.

תמיסה זו מכילה חנקה כסופה וחומצה כרומית, כאשר האחרונה היא קיבוע וצבע. הרציונל הוא שחומצה זו מייצרת חמצון של קבוצות הידרוקסיל לאלדהידים, על ידי הריריות המוצעות במבנים פטרייתיים, למשל בדופן התא של פטריות.

לבסוף, הכסף הקיים בתמיסה מתחמצן על ידי האלדהידים, וגורם לצבע שחור, הנקרא תגובת הארגנטאפין. ניתן להשתמש גם בצבעים מנוגדים כמו ירוק בהיר וכך ניתן יהיה לראות את המבנים הפטרייתיים בשחור עם רקע ירוק בהיר.

Ziehl-Neelsen

מכתים זה מבוסס על נוכחות של עמידות לחומצה לאלכוהול, באופן חלקי או מוחלט, בחלק מהמיקרו-אורגניזמים כמו למשל Nocardia, Legionella ו- Mycobacterium.

מומלץ להשתמש בכתם זה, מכיוון שקיר התא של המיקרואורגניזמים שהוזכרו קודם מכיל ליפידים מורכבים המכשילים את חדירת הצבעים. במיוחד בדגימות מדרכי הנשימה.

בתוכו משתמשים בצבעים חזקים כמו קרבול פוקסין (צבע בסיסי) ומורחים חום כך שהמיקרו-אורגניזם יכול לשמור על הצבע ולא להתמוסס עם חומצות ואלכוהולים. לבסוף, מוחל תמיסה כחולה מתילנית לצביעת המבנים שהשתנו.

נוכחות עמידות בחומצה לאלכוהול נצפתה במבנים מוכתמים באדום, ואילו מבנים שאינם מתנגד לדהייה הם מוכתמים בכחול.

דיו גראמי וסיני

הגראם הוא כתם שימושי מאוד באבחון של זיהומים חיידקיים ופטרתיים, בין היתר. מכתים זו מאפשרת להבדיל בין מיקרו-אורגניזמים גראם-חיוביים-גרם-שליליים, ומציגה בבירור את ההבדלים הקיימים בהרכב דופן התא.

ואילו דיו בהודו הוא כתם שמשמש להנגדת מבנים המכילים פוליסכרידים (כמוסה). הסיבה לכך היא שנוצרת טבעת בסביבה, דבר אפשרי ב- Cryptococcus neoformans.

אורצ'ין

עם הכתמה זו, צבעי הסיבים והכרומוזומים האלסטיים של תאים שונים מאפשרים להעריך את תהליך ההתבגרות של האחרונים. מסיבה זו, זה שימש מאוד במחקרים ציטוגנטיים.

זה מבוסס על ספיגת הצבע על ידי המטען השלילי של מולקולות כמו DNA, הקיימות בגרעינים של מגוון רחב של תאים. אז אלה הם כתמים כחולים עד סגולים כהים.

הטריכרום של מסון

כתם זה משמש לזיהוי מיקרואורגניזמים או חומרים מסוימים המכילים פיגמנטים מלניים. זהו המקרה של mycoses, הנגרמת על ידי פטריות dematiaceous, pheohifomycosis וב eumycetoma גרגר שחור.

מחשבות אחרונות

בשנים האחרונות חלו התקדמויות רבות ביצירת טכניקות אבחון חדשות, בהן מעורבת היסטוכימיה אך קשורה ליסודות או עקרונות אחרים. לטכניקות אלה מטרה שונה, כמו במקרה של אימונוהיסטוכימיה או אנזימוהיסטוכימיה.

הפניות

1. אקוניה U, אלרגו ג'יי היסטוקימיקה. כימ. 2012; 108 (2): 114-118. ניתן להשיג ב: are.iqm.csic.es
2. Mestanza R. תדירות הכתמים ההיסטוכימיים של PAS, Grocott ו- Ziehl-Neelsen המשמשים לזיהוי מיקרואורגניזמים, בוצעה בשירות האנטומיה הפתולוגית של בית החולים המיוחד Eugenio Espejo בשנת 2015 .. האוניברסיטה המרכזית של אקוודור, קיטו; 2016. זמין ב: dspace.uce.edu
3. Tapia-Torres N, de la Paz-Pérez-Olvera C, Román-Guerrero A, Quintanar-Isaías A, García-Márquez E, Cruz-Sosa F. היסטוכימיה, תכולה כוללת של פנול ופעילות נוגדת חמצון של עלה ליסאה ועץ glaucescens Kunth (Lauraceae). עץ ויערות. 2014; 20 (3): 125-137. ניתן להשיג ב: redalyc.org
4. Colares, MN, Martínez-Alonso, S, Arambarri, AM. אנטומיה והיסטוכימיה של Tarenaya hassleriana (Cleomaceae), מין בעל עניין רפואי. עלון אמריקה הלטינית והקריבית על צמחי מרפא וארומטיות 2016; 15 (3): 182-191. ניתן להשיג ב: redalyc.org
5. Bonifaz A. Mycology רפואי בסיסי. מהדורה רביעית. מקסיקו: עורכי מקגרו-היל אינטרמריקנה, SA de CV 2012.
6. סילבה דייגו פיליפה בזארה, סנטוס הלן בנדירה דה פונטס, לאון חורחה אסקיצ'ה, גומס דליאנה קוויארוגה דה קסטרו, אלבס פוליאנה מוניז, נונאקה קאסיאנו פרנסיסקו ווייג. ניתוחים פתולוגיים ואימונוהיסטוכימיים של קליניקו של סרטן תאי קשקש של הלשון: מקרה נדיר. איינשטיין (סאו פאולו) 2019; 17 (1): eRC4610. ניתן להשיג ב: scielo.br