Раскраски для ученых: зачем гистологам краски?

❋ 4.3

Чтобы изучить строение тканей и органов живых организмов ученые используют их тончайший срез. На макроуровне организм кажется окрашенным. Цвет животным тканям сообщают в основном такие пигменты, как меланины (в коже, волосах и перьях, радужке глаз), цитохромы (красно-коричневый цвет печени), гемоглобин (цвет крови) и миоглобин (окрашивает мышцы). Однако в тонком срезе тканей очень мало пигментов, он не окрашен, поэтому в нем почти невозможно различить клетки и ядра. На помощь приходят красители!

Homo Science

# гистология

# клетки

# окрашивание

# пурпур

# эозин

Раскраски для ученых: зачем гистологам краски? / ©Getty images / Автор: Ptolemocratia Acerronius

Гистология – раздел биологии и медицины, изучающий на микроскопическом уровне строение тканей и органов живых организмов с помощью светового микроскопа. Это важный диагностический инструмент, например, для врачей, так как с помощью микроскопического изучения пораженной ткани можно диагностировать рак и ряд других заболеваний.

Как мы уже выяснили, бесцветные препараты малоинформативны для гистологов, поэтому они используют красители. Обычный человек, смотря на красочный препарат, видит просто красивую картинку, однако для гистолога это целая книга. Прочесть ее он может благодаря тому, что каждая краска призвана выделять определенные клеточные структуры.

Рисунок 2. Нормальный эпидермис дерма с доброкачественным невусом. Увеличение 10x, окрашивание гематоксилином-эозином / ©homo-science.ru

В арсенале гистологов широкий спектр красителей, однако наиболее популярные цвета в палитре — оттенки розового и фиолетового, получаемые с помощью красителей эозина и гематоксилина. Гематоксилин связывает кислотные группы нуклеиновых кислот в ядрах, окрашивая их в фиолетовый, а эозин окрашивает в розовый все белоксодержащие структуры в цитоплазме. Хоть окрашивание гематоксилином-эозином считается довольно простым и даже рутинным за счет доступности реагентов и быстрого процесса окрашивания, оно многое может сказать ученому о препарате. Например, позволяет определить границы ядра и цитоплазмы, активность клеточных ядер.

Гистологический микропрепарат, представляющий собой срез органа или ткани животного на предметном стекле, который окрашен гистологическими красителями и покрыт покровным стеклом / ©homo-science.ru

Окрашивание на рисунке 3 довольно похоже на таковое на рисунке 2, правда же? Учтем, что разные срезы, окрашенные одними и теми же красителями, каждый раз выглядят немного по-разному, да и светокоррекция может быть другая. Но опытный гистолог с вами не согласится. Ядра клеток, действительно, окрашены гематоксилином, однако обратите внимание на пурпурные “капли” и окантовку на втором препарате.

Рисунок 3. Бокаловидные клетки окрашиваются в пурпурный цвет в ответ на ШИК-реакцию. Также окрашена щеточная каемка и базальная мембрана эпителиальных клеток кишечника (указано черными стрелками). Увеличение 250х, окрашивание — ШИК и гематоксилин / ©homo-science.ru

Так проводят ШИК-реакцию (по названию реактивов — шифф-йодная кислота) — гистохимический тест, позволяющий выявить в тканях углеводы (кроме олигосахаридов) и их производные. Исследуемая ткань перед воздействием на нее реактива Шиффа обрабатывается йодной кислотой. В случае положительной реакции происходит окрашивание в пурпурный цвет, что мы и видим на рисунке 3.

Как это помогает гистологу? При взгляде на снимок ученый сразу понимает, что пурпурные “капли” — бокаловидные клетки эпителия (слой клеток, выстилающий поверхность и полости тела), выделяющие слизь, которая богата полисахаридами (высокомолекулярными углеводами). Пурпурная окантовка — щеточная каемка, образованная микроворсинками.

Внешняя поверхность микроворсинок также покрыта углеводами и их производными. А в целом на срезе — ворсинки тонкой кишки. Вот так с помощью ярких красок гистологи “читают” ткани и могут определить, откуда брали срез, какое текущее состояние клеток на участке, какие процессы в них происходят.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Homo Science – просветительский проект, созданный Госкорпорацией «Росатом» специально для молодежи на Интернет-площадке homo-science.ru. Его адресаты – все, кто только начинает думать и мечтать, и те, кто не собирается прекращать этим заниматься. Цель проекта – донести академические знания из самых разных областей науки до молодой аудитории. Homo Science предоставляет медиаплощадку для блогеров-популяризаторов науки и ученых, которые готовы объяснить научные процессы понятным и доступным языком.