هیستوشیمی و رنگ‌آمیزی روتین

هیستوشیمی از واکنش‌های شیمیایی روی برش بافت استفاده می‌کند تا کنتراست نوری به ساختارهایی بدهد که در غیر این صورت تقریباً شفاف خواهند بود. رنگ‌آمیزی روتین — به‌ویژه جفت هماتوکسیلین و ائوزین (H&E) — نقشه رنگی روزمره بافت را فراهم می‌کند، در حالی که رنگ‌آمیزی‌های ویژه و واکنش‌های هیستوشیمیایی به‌طور انتخابی مواد خاصی مانند کربوهیدرات‌ها، لیپیدها، الیاف یا میکروارگانیسم‌ها را آشکار می‌سازند.

Definition

هیستوشیمی استفاده از واکنش‌های شیمیایی درجا (in situ) برای مکان‌یابی و شناسایی اجزای شیمیایی خاص سلول‌ها و بافت‌ها است؛ رنگ‌آمیزی روتین کاربرد ترکیبات رنگی استاندارد، عمدتاً هماتوکسیلین و ائوزین، برای ایجاد کنتراست ساختاری عمومی در برش‌های بافتی است.

Scope

این موضوع اصول اتصال رنگ و واکنش‌های هیستوشیمیایی، روش H&E به عنوان روش روتین و پرکاربرد، و خانواده‌های رنگ‌آمیزی‌های ویژه مورد استفاده برای نمایش اجزای خاص بافت را پوشش می‌دهد. این یک مرجع روش‌شناختی است و راهنمایی برای تفسیر بالینی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• چگونه رنگ‌ها به صورت انتخابی به اجزای بافت متصل می‌شوند تا کنتراست ایجاد کنند؟
• اجزای هماتوکسیلین و ائوزین هر کدام چه چیزی را رنگ می‌کنند و چرا؟
• چگونه واکنش‌های هیستوشیمیایی مواد خاصی مانند کربوهیدرات‌ها یا لیپیدها را نشان می‌دهند؟
• چه زمانی یک رنگ‌آمیزی ویژه به جای H&E روتین انتخاب می‌شود؟

Key concepts

• میل ترکیبی رنگ-بافت و تعاملات بار
• بازوفیلی و اسیدوفیلی
• هماتوکسیلین و ائوزین (H&E)
• موردانت‌ها و متاکروماتیک
• هیستوشیمی کربوهیدرات (مثلاً PAS)
• رنگ‌آمیزی‌های بافت همبند و لیپید
• هیستوشیمی آنزیمی

Mechanisms

رنگ‌آمیزی به تعاملات انتخابی بین رنگ‌ها و اجزای بافت بستگی دارد. بسیاری از رنگ‌های بازی (کاتیونی) مانند هماتوکسیلین به اجزای دارای بار منفی — اسیدهای نوکلئیک و ساختارهای اسیدی — متصل می‌شوند و آن‌ها را بازوفیلیک می‌کنند، در حالی که رنگ‌های اسیدی (آنیونی) مانند ائوزین به پروتئین‌های دارای بار مثبت متصل می‌شوند و آن‌ها را اسیدوفیلیک می‌کنند؛ این منطق بار زیربنای هسته‌های آبی و سیتوپلاسم صورتی آشنا در H&E است. برخی از رنگ‌ها برای ایجاد پل بین رنگ و بافت به یک ماده تثبیت‌کننده (موردانت) (اغلب یک یون فلزی) نیاز دارند، و برخی رنگ‌ها هنگام اتصال به بسترهای خاص تغییر رنگ می‌دهند (متاکروماتیک). روش‌های هیستوشیمیایی با بهره‌برداری از واکنش‌های شیمیایی تعریف‌شده درجا — به عنوان مثال اکسیداسیون دی‌اُل‌های مجاور به آلدهیدها که سپس توسط معرف شیف برای نمایش کربوهیدرات‌ها آشکار می‌شوند، یا واکنش‌های آنزیم-سوبسترا که محصول رنگی را در محل‌های فعالیت آنزیمی رسوب می‌دهند — فراتر می‌روند. مبنای نظری این واکنش‌ها در مراجع استاندارد هیستوشیمی (Pearse, 1980; Lillie & Fullmer, 1976) مورد بررسی قرار گرفته است.

Clinical relevance

رنگ‌آمیزی روتین و ویژه اسلایدهایی را تولید می‌کنند که در سراسر هیستولوژی تشخیصی و تحقیقاتی تفسیر می‌شوند، و تشخیص اینکه هر رنگ چه چیزی را نشان می‌دهد، بخشی از خواندن شواهد بافتی است. این مدخل روش‌ها را به صورت مفهومی توضیح می‌دهد و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های تشخیصی یا درمانی فردی نیست.

Evidence & guidelines

اصول و پروتکل‌های رنگ‌آمیزی در مراجع دیرینه هیستوتکنولوژی و هیستوشیمی (Suvarna et al., 2018; Kiernan, 2015; Pearse, 1980; Lillie & Fullmer, 1976) تثبیت شده‌اند. برنامه‌های کیفیت آزمایشگاهی علاوه بر این، کنترل‌ها و معیارهای پذیرش برای عملکرد رنگ‌آمیزی را تعریف می‌کنند که در موضوع ارزیابی کیفیت مورد بررسی قرار می‌گیرد.

History

رنگ‌آمیزی بافت پس از در دسترس قرار گرفتن رنگ‌های آنیلین مصنوعی در نیمه دوم قرن نوزدهم به سرعت رشد کرد و ترکیب هماتوکسیلین-ائوزین به عنوان روش روتین تثبیت شد. در طول قرن بیستم، هیستوشیمی به یک رشته سیستماتیک از واکنش‌های شیمیایی درجا تبدیل شد که در آثار مرجع لیلی و فولمر (1976) و پیرس (1980) تدوین شد و رنگ‌آمیزی را از کنتراست صرفاً ساختاری به نمایش گروه‌های شیمیایی تعریف‌شده و فعالیت‌های آنزیمی گسترش داد.

Key figures

• A. G. Everson Pearse
• Ralph Lillie

Seminal works

• pearse-1980
• lillie-1976

Frequently asked questions

هماتوکسیلین و ائوزین هر کدام چه چیزی را رنگ می‌کنند؟

هماتوکسیلین، با یک موردانت، ساختارهای اسیدی/بازوفیلیک مانند هسته‌های سلولی را آبی-بنفش رنگ می‌کند، در حالی که ائوزین اجزای بازی/اسیدوفیلیک مانند سیتوپلاسم و بسیاری از پروتئین‌های خارج سلولی را به رنگ‌های صورتی رنگ‌آمیزی می‌کند.

هیستوشیمی چه تفاوتی با رنگ‌آمیزی روتین دارد؟

رنگ‌آمیزی روتین از طریق میل ترکیبی رنگ، کنتراست ساختاری عمومی ایجاد می‌کند، در حالی که هیستوشیمی از واکنش‌های شیمیایی تعریف‌شده درجا برای مکان‌یابی مواد خاصی مانند کربوهیدرات‌ها، لیپیدها یا فعالیت‌های آنزیمی استفاده می‌کند.