Цитохімія

Розвиток мікротехніки активно сприяло накопиченню даних про тонкий клітинному будову. В кінці XIX ст., Завдяки розвитку методів спеціального фарбування клітинних структур на світловому рівні микроскопирования, були виявлені і описані в клітинах сітчастий апарат Гольджі і мітохондрії. Ближче до середини XX в. з’явилися об’ємні наукові видання, узагальнюючі досягнення в цій галузі. Область цитології, яка вивчає зміст і розподіл хімічних сполук всередині клітини, динаміку їх перетворень в процесі життєдіяльності, в тому числі при патології, стали називати цитохімія. Цитохімія широко використовується і в даний час. Розроблено величезна кількість фарбувальних прийомів, які виявлятимуть конкретні хімічні сполуки в клітці, особливо з використанням люмінесцентних мікроскопів.
Методи цитохімії поділяють на дві великі категорії. До першої категорії відносяться методи, засновані на використанні специфічних барвників, що взаємодіють з конкретними хімічними сполуками. Наприклад, при фарбуванні Суданом чорним в клітинах виявляються жири у вигляді чорних крапель, тоді як ядра і структури цитоплазми залишаться безбарвними (рис. 2.1).
Друга категорія методів цитохімії заснована на проведенні хімічної реакції безпосередньо на зрізі на предметному склі. Суть реакції полягає в тому, щоб гідролізувати досліджуване хімічна сполука так, щоб утворилися специфічні реакційні групи, які взаємодіють з певним барвником. Умови гідролізу для кожного з’єднання підбираються індивідуально. Наприклад, знебарвлене підставу фуксину, взаємодіючи з альдегідними групами, утворює міцне з’єднання, яке у присутності сірчистої кислоти забарвлюється в червоний колір.

Класичним прикладом є реакція Фельгена на виявлення ДНК. У цьому випадку гідроліз проводиться в 1М соляній кислоті при тривалому нагріванні препарату. У результаті реакції від молекули ДНК отщепляются пуринові азотисті основи – аденін і гуанін. На їх місці на дезоксирибози утворюються вільні альдегідні групи, здатні вступити в реакцію з барвником. Препарат після реакції поміщають в розчин барвника. Зв’язування фуксину відбувається строго кількісно. Після відмивання препарату в слабкому розчині сірчистої кислоти місця локалізації ДНК забарвлюються в червоний колір (рис. 2.2а). Такі препарати можна використовувати для кількісного визначення ДНК у клітині.
Для виявлення полісахариду глікогену, мономером якого є глюкоза, предметне скло з тонкими зрізами тканини поміщають в розчин перйодатом калію (KIO4) і проводять гідроліз при кімнатній температурі. Така обробка призводить до руйнування глікогену в клітинах з активацією альдегідних груп в молекулі глюкози. Потім препарат фарбують так само, як описано для реакції на ДНК. У цьому випадку забарвляться ділянки клітин, що містять глікоген. Специфічним в даному випадку є не барвник, а підбір відповідної хімічної реакції, яка проводиться непосредствено на цитологічному препараті (рис. 2.2б).

За допомогою цитохімічних кольорових реакцій в клітинах виявляють різноманітні полісахариди, специфічні амінокислоти в білках, нуклеїнові кислоти, жири, ліпіди і безліч ферментів, що у метаболічних процесах обміну і перетворення речовин. Ферменти зазвичай виявляють по наявності продуктів їх активності.
В даний час широко використовуються флюоресцентні барвники для специфічного фарбування біологічних полімерів або клітинних органел. Відомі флюорохромами для виявлення ДНК, РНК, ліпідів, міотохондрій і т. Д. Флюоресцентна цитохімія активно розвивається.

Посилання на основну публікацію