BIOLOGIA KOMÓRKI
TECHNIKA HISTOLOGICZNA
Tkanka zbudowana jest z komórek i istoty międzykomórkowej.
- mikrometr 10-6 m
- nanometr 10-9 m
- angstrem 10-10 m
Technika histologiczna- jest to zbiór metod przygotowawczych służących do sporządzenia preparatu histologicznego.
W histologii używa się dwóch typów mikroskopów:
- mikroskop świetlny
- mikroskop elektronowy
a) powiększające: okular, tubus, obiektyw
b) pomocnicze: kondensor, lusterko (źródło światła)
Pochodzenie słowa mikroskop: Mikros – mały, skopein – oglądać
Całkowite powiększenie mikroskopu świetlnego jest iloczynem powiększeń okularu, tubusa i obiektywu.
Jest to najmniejsza odległość pomiędzy dwoma strukturami, przy której można odróżnić je od siebie jako dwie odrębne struktury. Rozdzielczość określa, z jaką dokładnością można obserwować małe struktury preparatu histologicznego.
Preparaty mikroskopowe umieszcza się szkiełkiem nakrywkowym skierowanym do obiektywu po to, aby ogniskowa wypadła na preparacie. W przeciwnym razie ogniskowa wypadnie przed preparatem i przy największym powiększeniu obraz będzie zniekształcony, lub może dojść do uszkodzenia preparatu.
TEM transmisyjny mikroskop elektronowy
SEM skaningowy mikroskop elektronowy
E/M elektronogram
Post mortem- pobieranie wycinków tkankowych z organizmu po śmierci
Intraoperationem- pobieranie wycinków tkankowych z organizmu w czasie operacji
W mikroskopii świetlnej skrawki tnie się na grubość 10 mikrometrów, zaś w elektronowej 0,1 mikrometra.
Utrwalacze chemiczne: formalina, etanol, metanol, kwas octowy, kwas osmowy, kwas pikrynowy, sole metali ciężkich
Utrwalacze fizyczne: mikrofale
Cechy dobrego utrwalacza:
- zapobiega procesowi gnicia
- zapobiega autolizie (samostrawieniu obumierających komórek)
- nadaje możliwie najbliższy naturze wygląd
Parafina (mikroskopia świetlna) lub w żywica epoksydowa (mikroskopia elektronowa)- zatapia się w nich tkanki aby nadać im konsystencję odpowiednią do skrojenia.
Mikrotom- urządzenie służące do krojenia tkanek na skrawki
- utrwalenie materiału biologicznego poprzez zanurzenie go w utrwalaczu lub utrwalenie fizyczne za pomocą mikrofal
- tkanki należy odwodnić w etanolu o zwiększonym stężeniu
- zatopić materiał w parafinie lub żywicy epoksydowej
- pokrojenie materiału na skrawki za pomocą mikrotomu
- ze skrawków parafinowych usuwa się parafinę, a skrawki żywicy epoksydowej ogląda się w całości
- barwienie struktur tkankowych np. sposobem H-E (hematoksylina-eozyna)
- po zabarwieniu skrawek opłukuje się z nadmiaru barwnika
- odwadnia się skrawek w alkoholu i prześwietla w ksylenie
- zamyka się skrawek między szkiełkiem podstawowym a nakrywkowym w balsamie kanadyjskim
Metoda mrożeniowa- metoda przygotowywania skrawków, jej zalety: jest szybka, w tej metodzie tłuszcze nie są wypłukiwane.
Preparat totalny- jest to preparat sporządzony in toto (w całości). Nie ma tu krojenia struktur tkankowych.
Rozmaz- jest to preparat totalny sporządzony z krwi bądź innego płynu ciała.
Cytologia eksfoliatywna- jest to gałąź diagnostyki medycznej zajmująca się analizą komórek złuszczonych z wydalin lub bezpośrednio z powierzchni ciała.
Wykonanie repliki narządu- polega to na dotknięciu szkiełkiem podstawowym do przekrojonego fragmentu narządu. W miejscach dotknięcia pozostaje wiele komórek, które można oglądać in toto.
Barwienie struktur tkankowych polega na:
- na adsorpcji barwnika do powierzchni struktur tkankowych
- na związaniu się barwnika ze strukturami tkankowymi
- na redukcji niektórych soli metali przez struktury tkankowe
Skrót H-E oznacza barwienie hematoksylina-eozyna.
Eozyna – ma charakter kwasowy (czerwona) a hematoksylina – zasadowy (niebieska).
Struktury barwiące się barwnikami:
- zasadochłonnymi są bazofilne
- kwasochłonnymi są acydofilne, eozynofilne
Skrawki przeznaczone do oglądania pod mikroskopem elektronowym barwi się barwnikami:
- czterotlenek osmu
- cytrynian ołowiu
Artefakt- zmiana powstała w preparacie histologicznym (nieobecna w warunkach przyżyciowych) spowodowana błędem w zastosowanej technice histologicznej.
Na powstanie artefaktów mogą mieć wpływ następujące etapy techniki histologicznej:
- krojenie na mikrotomie
- odwadnianie
- utrwalanie w utrwalaczach, które ścinają białko.
Przykłady barwników: kwasowych- eozyna; zasadowych- hematoksylinach; specjalnych- sudan III, czterotlenek osmu
Funkcje życiowe spełniane przez każdą żywą komórkę:
- odżywianie
- pobudliwość
- praca mechaniczna, fizyczna, chemiczna
- rozmnażanie
- jądro komórkowe
- cytoplazma
Struktury kwasochłonne komórki – cytoplazma. Zasadochłonne – jądro komórkowe.
Cytoplazma takich komórek jak: komórki nerwowe, plazmocyty, czy komórki trzustki jest również zasadochłonna.
Błona komórkowa- oddziela cytoplazmę od środowiska zewnętrznego komórki
Na cytoplazmę składają się:
- cytoplazma podstawowa (hialoplazma)
- organella komórkowe
- wtręty cytoplazmatyczne (twory deutoplazmatyczne)
Organella błoniaste:
- siateczka śródplazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne)
- lizosomy
- aparat Golgiego
- peroksysomy
- mitochondria
- endosomy
Organella niebłoniaste:
- centriole
- cytoszkielet
- proteasomy
Błona komórkowa stanowi od 2% do 5% wszystkich błon komórki. Na jej błony śródkomórkowe przypada 95-98% wszystkich błon.
- fosfolipidy
- białka
- glikolipidy
- glikokaliks
- cholesterol
Rodzaje fosfolipidów:
- fosfatydyloinozytol
- fosfatydylocholina
- fosfatydyloseryna
- fosfatydyloetanoloamina
- sfingomielina
Różnica między błoną elementarną a błoną komórkową:
Błona elementarna różni się do błony komórkowej tym, że nie ma w niej glikolipidów, glikokaliksu i cholesterolu.
Amfipatia lipidów w błonach- polega to na tym, że lipidy mają dwa bieguny: hydrofilowy (polarna główka) i hydrofobowy (niepolarny ogonek).
Funkcja cholesterolu w błonie:
- nadaje błonie komórkowej sztywność
- zmniejsza płynność i przepuszczalność błony komórkowej
Flipaza- jest to enzym katalizujący przeskok fosfolipidu pomiędzy warstwą E a warstwą P (i odwrotnie) błony komórkowej lub przeskoki lipidów w obrębie tej samej warstwy.
Białka transbłonowe mogą być:
- białkami receptorowymi
- białkami kanałowymi
- białkami enzymatycznymi
Jest to powłoczka cukrowcowa jaka otacza komórkę, złożona z oligosacharydów. Nadaje komórce ładunek ujemny, chroni przed szkodliwym wpływem czynników środowiska zewnętrznego komórki (czynniki chemiczne, urazy mechaniczne), bierze udział w rozpoznawaniu środowiska chemicznego panującego na zewnątrz błony, bierze udział w identyfikacji komórek i łączeniu się ich w skupiska.
Kaweolina- białko znajdujące się w kaweolach błony
Związki chemiczne przeważające w błonie tratw i kaweoli:
- sfingolipidy
Przekazywanie sygnałów zachodzi w miejscach występowania kaweoli i tratew w błonie komórkowej.
- zachodzi przez nie przekazywanie sygnałów do komórki
- zachodzi przez nie endocytoza przebiegająca bez naruszenia endocytowanego materiału
Drobnoustroje wykorzystujące transport przez błonę kaweoli i tratew:
- wirusy układu oddechowego
- prątki gruźlicy
- niektóre toksyny bakteryjne
Jak powstają błony komórkowe, a jak błony mitochondriów i peroksysomów:
Błony komórkowe powstają poprzez dobudowywanie ich fragmentów do tych już istniejących. Natomiast błony mitochondriów i peroksysomów, powstają poprzez transport do nich białek i lipidów poprzez specjalne białka kanałowe.
- oddzielają wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego
- oddzielają różne środowiska wewnątrz komórki zapewniając jej wewnętrzną kompartmentację
- odbierają bodźce i sygnały
- tworzą gradienty stężeń
- zapewniają selektywną wymianę substratów
- przewodzą pobudzenia
- są bogatym rezerwuarem substratów
Liposomy- są to pęcherzyki, w których transportowane są w środowisku wodnym organizmu lipidy, cholesterol, triglicerydy.
Rodzaje liposomów:
- naturalne, dzielą się na chylomikrony i cząstki lipoprotein
- sztuczne, na sztuczne na klasyczne i stabilizowane.
Liposomy stabilizowane umieszcza się w nich leki lub cząsteczki DNA. Takie leki wędrują w nich np. do komórek raka jelita grubego, gdzie fuzują z tymi komórkami i uwalniają lek.
Stężenie liposomów naturalnych we krwi jest wskaźnikiem stopnia rozwoju miażdżycy naczyń krwionośnych.
Rodzaje lipoprotein ( w kolejności od najmniejszej gęstości):
- VLDL
- LDL – zły cholesterol
- IDL
- HDL – dobry cholesterol
Swobodnie przez błony przenikają: tlen, dwutlenek węgla, azot, woda, mocznik, etanol, glicerol. Nieprzepuszczalne są dla dużych cząsteczek np. białek.
- dyfuzja bierna
- dyfuzja ułatwiona
- transport aktywny (czynny)
Na drodze dyfuzji biernej i ułatwionej transportowane są przez białka kanałowe i nośnikowe jony nieorganiczne oraz niewielkie cząsteczki. Energia do tego procesu bierze się z gradientu (różnicy) stężeń.
Podział i charakterystyka białek nośnikowych:
- białka uniportalne, transportujące jeden rodzaj jonów w jednym kierunku
- białka symportalne, transportujące jeden rodzaj jonów i jeden rodzaj cząsteczek chemicznych w jednym kierunku
- białka antyportalne, transportujące dwa rodzaje jonów w dwóch kierunkach
Białka kanałowe mogą otwierać się:
- pod wpływem czynniki mechanicznego
- pod wpływem ligandu
- pod wpływem zmiany ładunku elektrycznego błony
Pompy cząsteczkowe- kompleksy białkowe biorące udział w czynnym transporcie przez błony, ulokowane w błonie komórkowej. Transportowane są w ten sposób jony sodu, potasu, wodoru, wapnia.
- pompa sodowo-potasowa (Na,K-ATP-aza)
- pompa wapniowa
W wyniku działania ATP-azy transportowane są 3 jony sodu na zewnątrz i 2 jony potasu do wewnątrz.
Transportery ABC- są to pompy cząsteczkowe umieszczone w błonie komórkowej komórek struktur wchodzących w skład barier krew-narządy (w szczególności). Nadają komórkom cechę oporności wielolekowej, MDR. Ich zadaniem jest wypompowywanie z komórki wszelkich szkodliwych i obcych chemicznie dla niej związków: ksenobiotyków, w tym także leków, toksyn.
Endocytoza- jest to transport substancji ze środowiska zewnętrznego do wnętrza komórki
Egzocytoza- jest to transport substancji z wnętrza komórki do środowiska zewnętrznego
Fuzja błon- jest to zlanie się błon komórki z błonami np. pęcherzyków wydzielniczych (egzocytoza) lub z błonami drobnoustrojów (endocytoza). Zachodzi dzięki białkom: na błonie pęcherzyka –
v-SNARE i na błonie komórki docelowej – t-SNARE.
Klatryna- jest to białko, które powoduje wgłobienia lub wybrzuszenia błony w czasie transportu cząsteczek z i do komórki.
Losy pęcherzyków transportujących podczas endocytozy przez błonę konwencjonalną:
Pęcherzyki te fuzują z lizosomami i ich zawartość jest trawiona.
I podział:
- fagocytoza
- pinocytoza
- potocytoza
II podział:
- endocytoza przez błonę konwencjonalną
- endocytoza przez błony kaweoli i tratew
Potocytoza- jest to rodzaj endocytozy polegający na transporcie małych cząstek do wnętrza komórki. Cząstka łączy się z receptorem na powierzchni komórki, tworzy się pęcherzyk, w którym zmniejsza się pH i to powoduje jego oddysocjowanie od błony i przemieszczenie w głąb cytosolu.
Duża cząstka np. cząstka bakterii zlewa się z błoną komórkową i przechodzi do cytosolu jako heterofagosom. Następnie on fuzuje z lizosomem tworząc heterofagolizosom. Jego zawartość jest trawiona przez enzymy lizosomalne.
Heterofagolizosom jest heterofagosomem połączonym z lizosomem.
Prątki te modyfikują białka heterofagosomów tak, że nie fuzują one z lizosomami.
Bez udziału receptorów zachodzi pinocytoza.
Pinocytoza- transport substancji płynnych do wnętrza komórki. Zachodzi bez udziału receptorów.
Pączkowanie- odrywanie się np. od powierzchni aparatu Golgiego pęcherzyków wydzielniczych
...
anetushek