Histologia http://cc.oulu.fi/~ehohtola/kb/ salasana kbkbkb 1

varsinainen sidekudos rusto luu veri Lihaskudos sileä lihaskudos Johdanto Kirjallisuus Mikrotekniikka Mikroskopointi Soluvälimateriaali Matrix Säikeet Kudostyypit Epiteelikudos Sidekudos varsinainen sidekudos rusto luu veri Lihaskudos sileä lihaskudos poikkijuovainen lihaskudos sydänlihas Hermokudos Elimet, elinjärjestelmät Verenkiertoelimistö Lymfajärjestelmä Iho Aistinelimet Ruoansulatuskanava + rauhaset Hengityselimet Virtsanerityselimet Umpirauhaset Sukupuolielimet 2

kr. HISTOS = kudos, LOGOS = oppi Kirjallisuutta Johdanto kr. HISTOS = kudos, LOGOS = oppi Kirjallisuutta Young & Heath: Wheater’s Functional Histology, A text and colour atlas. Edinburgh, London : Churchill  Livingston (4. painos, 2000) Lähitieteet Kehitysbiologia Fysiologia Solubiologia (Mikro)anatomia Patologia Oikeuslääketiede 3

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Mikrotekniikka (mikroskooppinen tekniikka, erillinen kurssi) Kudosten rakennetta ei voida tarkastella suoraan mikroskoopissa; tarvitaan sopiva preparaatti ja värjäys  MIKROTEKNIKKA Preparaattityypit totaalipreparaatti (esim. 1-soluiset, ohuet kalvot) leikepreparaatti (yleisin) sivelypreparaatti (esim. veri) murskepreparaatti (esim. kromosomipreparaatit) Valmistusvaiheet fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi 4

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi estää kudoksen autolyysin (lysosomit) kovettaa  kudos kestää leikkauksen edistää värjäytymistä formaldehydi, paraformaldehydi, alkoholi, pikriinihappo, etikkahappo  seokset esim. Bouin: pikriinihappo (saturoitu vesiliuos) 75 osaa + formaliini (40 % formaldehydi) 25 osaa + jääetikka (100 % etikkahappo) 5 osaa kudospalan oltava pieni 2-3 mm  nopea fikseeraus 5

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi valu (petaus) parafiiniin tai muoviin  ”blokki” leikkausta varten vaatii veden poiston  30 % alkoholi … abs. alkoholi  ksyleeni (ns. nouseva sarja) valu voidaan tehdä myös jäädyttämällä, jolloin fikseerausta ja veden poistoa ei tarvita muoviblokki parafiiniblokki 6

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi leikkaus  leikkeet/leikenauha valomikroskopia mikrotomilla 1-15 µm, EM << 1µm (ultramikrotomi), jääleikkeet kryostaattimikrotomilla (jäähdytys) 7

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi leike terä blokki 8

9

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Leikkeet kiinnitetään objektilasille (EM:ssa kuparihilalle) esim. munanvalkuais-glyseroli-seoksella lämpöpöydällä (nauhojen oikaisu) Jääleikkeet suoraan lasille Värjäystä varten parafiini yleensä poistettava (värit vesiliukoisia)  laskeva sarja (ksyleeni  abs. alkoholi…30 % alkoholi  vesi) 10

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Värjäys perustuu väriaineisiin yleensä aromaattisia orgaanisia molekyylejä molekyylissä kaksi osaa kromofori eli ”värin kantaja” esim. parakinoni, Atso-ryhmiä -N=N-, atsiini, ym. auksokromi: värin sitoutuminen, pysyvyys -COOH, -NH2, -OH -ryhmät happamat, emäksiset värit (= anioniset ja kationiset värit), neutraalit värit peittaus: värien saostus metallisuoloilla (kangasvärjäyksessä ”puretus”) EM-’värit’ esim. osmiumtetroksidi 11

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Esimerkki hematoksyliini eosiini 12

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi peitinlasi + peitinaine (esim. kanadanbalsami) leikenauha 13

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Histokemialliset värjäykset (molekyylien spesifinen osoittaminen) Entsyymihistokemia - entsyymien paikallistaminen kudoksissa entsyymireaktio kytketään värireaktioon Immunohistokemia vasta-aineiden hyväksikäyttö makromolekyylien osoittamisessa Syöpäspesifinen antigeeni, eturauhanen ATP-aasi, lihas 14

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Valomikroskooppi yleisin, teoreettinen erotuskyky 0.2 µm erotuskyky riippuu: valon aallonpituudesta, väliaineen taitekertoimesta ja objektiivin avautumiskulmasta tärkeimmät rakenteet havaittavissa ihmissilmin 40x suurennoksella! Fluoresenssimikroskooppi UV-heräte kohteeseen  fluoresenssi näkyvän valon alueella autofluoresenssi, väriaineilla aikaansaatu fluoresenssi konfokaalimikroskopia: herätevalo = laser  sopii paksuille leikkeille, pistemäinen kohteen valaisu  skannaus 15

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi konfokaali fluoresenssi 16

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Valomikroskoopin sovellutuksia pimeäkenttämikroskooppi faasikontrastimikroskooppi, värjäystä ei tarvita interferenssikontrastimikroskooppi polarisaatiomikroskooppi 17

fikseeraus  valu  leikkaus  värjäys  mikroskopointi Elektronimikroskopia läpivalaisu-EM (transmission-EM, TEM) pyyhkäisy-EM (Scanning-EM, SEM) – ”pintakuva” omat leike- ja värjäystekniikat elektronien läpäisevyys (elektroni-opaakkisuus) ’väri’ TEM SEM 18

Mikroskooppi Leeuwenhook 1700-luku Tuma: Brown 1831 Historiaa Mikroskooppi Leeuwenhook 1700-luku Tuma: Brown 1831 Soluteoria: Schwann & Schleiden 1838/39 Ihmisen histologian oppikirja: Henle 1841 Kudostyypit: Wirchow 1863 Mikrotomit, leikkeiden valmistus: 1800-luvun loppu Elektronimikroskopia: 1940/50-luku Entsyymihistokemia: 1950-luku Immunohistokemia: 1960/70-luku In situ mRNA-hybridisaatio: 1980-luku 19

Kudos = solut + soluvälimateriaali (matrix, matriksi) Matrix ei varsinaisesti elävää materiaalia Aina solujen tuottamaa Kudosten ja tukirangan kovuus ja lujuus luu > rusto > verkkomainen sidekudos Toimii diffuusiotienä Väliaineen 2 perustyyppiä amorfinen eli homogeeninen säikeinen 20

Joko suhteellisen jäykkiä (geeli) tai juoksevampia (sooli) 2.1. Amorfinen väliaine Joko suhteellisen jäykkiä (geeli) tai juoksevampia (sooli) Päätehtävä diffundoitumistie, adheesio Erotetaan kaksi komponenttia: perusaine + sementti Yleensä seoksia glykoproteiinit + kollageeni (molekyylimuodossa) hiilihydraatit heksosamiinien ja heksuronihappojen polymeereja = glykosaminoglykaanit (GAG) = mukopolysakkaridit lipidit vesi 21

GAG:t jaetaan ei-esteröityneisiin ja esteröityneisiin Ei-esteröityneet hyaluronihappo: glukuronihapon ja asetyyliglukosamiinin polymeeri M  1 000 000 kondroitiini: glukuronihappo + N-asetyyligalaktosamiini M  25 000 Esteröityneet (-OSO3H) kondroitiinisulfaatti (galaktosamiinin, glukuronihapon ja sulfaatin polymeeri), dermataanisulfaatti keratohyaliini  ihon keratiini sulfatoituneet muodot jäykempiä  geelit (sementtiaine) liittyvät sulfaatin avulla proteiineihin  proteoglykaanit (vanh. mukoproteiinit), runkona hyaluronihappo 22

kondroitiinisulfaatti hyaluronihappo proteoglykaani M  108 EM-kuva kondroitiinisulfaatti 23

useimpien elinten sidekudos-osassa Esiintyminen: hyaluronihappo useimpien elinten sidekudos-osassa lisäksi nivelpussit, napanuora, silmän lasiainen viskoosinen fluidi, sitoo helposti vettä, joka voi poistua viskositeettia säätelee hyaluronidaasi-entsyymi (hydrolysoi) kondroitiinisulfaatti rusto, luu, aorta, sydänläpät, sarveiskalvo, napanuora ’kondro’ = rusto (kr. chondro-) ’hyalo’ = kr. lasi ’muko’ = lima (lat. mucus) Väliaineen valontaitto yleensä sama kuin vedellä! 24

luun proteiini on pääosin kollageenia 2.1. Säikeet Huom: Biologiassa syy = solu, säie = fibrilli (lääketieteessä eri käytäntö, esim. lihassäie = lihassolu) Kollageenisäikeet tavataan kaikissa sidekudostyypeissä, eläinkudosten yleisin proteiini, jopa 25 % kaikista proteiineista luun proteiini on pääosin kollageenia ainakin 27 eri tyyppiä: tyyppi I 70 % koko elimistön kollageenista, 90 % luun kollageenista Lat. collum = liima, kollageeni = liimaa tuottava 25

Kollageeni + raskasmetallisuolat tai tanniini  erittäin vaikealiukoinen yhdiste (nahan parkitseminen!) Tanner = parkitsija 26

perusrakenne 3 peptidiketjun helix, joka kolmas ah = glysiini GLY-X-Y X usein proliini, Y hydroksiproliini n. 1000 ah:n 1-kertainen helix 3-kertainen helix = tropokollageeni, gly helixin sisällä pituus 280 nm, läpimitta 1.4 nm tropokollageeni  mikrosäikeet (micofibrils) ¼ limittäisyys pituus useita µm, läpimitta 0.3 µm mikrosäikeet + ristisidokset  kollageenisäikeet läpimitta 1-12 µm 27

tropokollageeni (+telopeptidit) mikrofibrilli kollageenisäie 28

verkkomaisia, haaroittuvia B. Retikuliinisäikeet verkkomaisia, haaroittuvia muodostavat pieniä verkostoja verisuonten, lihassolujen, rasvasolujen ym. ympärille ”epäkypsää” kollageenia, muodostuu tropokollageenista C. Elastiset säikeet paljon mm. löyhässä sidekudoksessa valtimoiden ympärillä, keuhkoissa joustavia, kumimaisia elastiini-proteiini, M  70 000, 8 ah, ”random-coil”, 3-ulotteinen rakenne oskilloi  joustavuus molekyylisillat lysiinin muodostamia (lysyylioksidaasi-entsyymi) 29

Kollageenisäikeet iho suolilieve SEM 30

retikukulaarisäikeet (imusolmuke) elastiset säikeet (valtimon seinämä) 31