Зачем окрашивают ткани… человека? Гистохимия и цитохимия

Гистохимия, раздел гистологии (от греч. ίστίομ - ткань и греч. Λόγος - знание, слово, наука) — раздел биологии по строению тканей живых организмов), изучающий локализацию различных химических веществ и продуктов их метаболизма в тканях. Гистохимия обеспечивает связь между биохимией и морфологией.

Некоторые методы окрашивания позволяют выявлять в клетках те или иные химические вещества. Возможно дифференциальное окрашивание жиров, гликогена, нуклеиновых кислот, нуклеопротеинов, определенных ферментов и других химических компонентов клетки. Вклад гистохимии в изучение химического состава тканей постоянно возрастает. Подобраны красители, флуорохромы и ферменты, которые можно присоединить к специфическим иммуноглобулинам (антителам) и, наблюдая связывание этого комплекса в клетке, идентифицировать клеточные структуры. Эта область исследований составляет предмет иммуногистохимии. Использование иммунологических маркеров в световой и электронной микроскопии способствует расширению знаний о биологии клетки, а также повышению точности медицинских диагнозов.

Оптическое окрашивание. Традиционные гистологические методы окрашивания сопряжены с фиксацией, которая убивает ткани. Методы оптического окрашивания основаны на том, что клетки и ткани, различающиеся по толщине и химическому составу, обладают и разными оптическими свойствами. В результате, используя поляризованный свет, дисперсию, интерференцию или фазовый контраст, удается получать изображения, на которых детали строения хорошо видны благодаря различиям в яркости и (или) окраске, тогда как в обычном световом микроскопе такие детали малоразличимы. Эти методы позволяют изучать как живые, так и фиксированные ткани. С помощью гистохимических методик удалось впервые показать связь изменений количества РНК с синтезом белка и постоянство содержания ДНК в хромосомном наборе.

Развивается в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, лаб. функциональной гистохимии (Пущино); НИИ скорой помощи им. Н. В. Склифосовского, лаб. патоморфологии с гистохимией (Москва). Можно почитать: Луппа Х. Основы гистохимии. М.: Мир, 1980.

Термин цитохимия применяется в литературе в двух значениях — либо как ультрагистохимия клетки, либо как сумма микроскопических методов, позволяющих проводить химический и ферментативный анализ клеток или групп клеток при сохранении их морфологии.

Цитохимия изучает химическими методами строение и функции клеток, внутриклеточных структур и продуктов их жизнедеятельности. Термин «клетка» предложен английским физиком Р. Гуком в 1665 году, который и явился ее первооткрывателем.

В организме человека около 1014 клеток различных типов. Вещества, растворённые в клеточном соке растений (сахара, полисахариды, алкалоиды, дубильные вещества, пигменты, некоторые соли и др.), вызывают в силу осмоса поступление в клетки питательных веществ и воды и создают механическое напряжение клеток и тканей — тургор.

Посредством осмоса в клетки всех растительных и животных организмов поступает вода. В тканях растений осмотическое давление 0,5−2 МПа (у растений в пустынях более 10 МПа) — это главная причина подъема воды от корней до вершин. В крови человека при 37 °C осмотическое давление равно 0,78 МПа (7,7 атм.). Чувство жажды обусловлено потребностью организма в воде для восстановления нормального осмотического давления в клетках после того, как оно было повышено, например, употреблением соленой пищи.

Вопросами цитохимии занимаются в Институте цитологии РАН (Санкт-Петербург), Институте цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск). Есть журнал «Цитология». Можно почитать: Бродский В. Я., Поляков Н. И. Введение в количественную цитохимию. М.: 1969.