Гистохимия и рутинное окрашивание

Гистохимия использует химические реакции на срезе ткани для придания оптического контраста структурам, которые в противном случае были бы почти прозрачными. Рутинное окрашивание — прежде всего пара гематоксилин и эозин (Г&Э) — обеспечивает повседневную цветовую карту ткани, в то время как специальные красители и гистохимические реакции избирательно выявляют определённые вещества, такие как углеводы, липиды, волокна или микроорганизмы.

Definition

Гистохимия — это использование химических реакций in situ для локализации и идентификации специфических химических компонентов клеток и тканей; рутинное окрашивание — это применение стандартных комбинаций красителей, главным образом гематоксилина и эозина, для обеспечения общего структурного контраста в срезах тканей.

Scope

Эта тема охватывает принципы связывания красителей и гистохимических реакций, метод Г&Э как рутинный рабочий инструмент, а также семейства специальных красителей, используемых для демонстрации специфических компонентов ткани. Это методологический справочник, который не предоставляет рекомендаций по клинической интерпретации.

Core questions

• Как красители избирательно связываются с компонентами ткани для создания контраста?
• Что окрашивают компоненты гематоксилина и эозина по отдельности и почему?
• Как гистохимические реакции демонстрируют специфические вещества, такие как углеводы или липиды?
• Когда специальное окрашивание выбирается вместо рутинного Г&Э?

Key concepts

• Сродство красителя к ткани и зарядовые взаимодействия
• Базофилия и ацидофилия
• Гематоксилин и эозин (Г&Э)
• Протравы и метахромазия
• Гистохимия углеводов (например, ШИК-реакция)
• Красители для соединительной ткани и липидов
• Ферментная гистохимия

Mechanisms

Окрашивание зависит от избирательного взаимодействия между красителями и компонентами ткани. Многие основные (катионные) красители, такие как гематоксилин, связываются с отрицательно заряженными компонентами — нуклеиновыми кислотами и кислыми структурами — делая их базофильными, в то время как кислые (анионные) красители, такие как эозин, связываются с положительно заряженными белками, делая их ацидофильными; эта логика зарядов лежит в основе знакомых синих ядер и розовой цитоплазмы при окрашивании Г&Э. Некоторым красителям требуется протрава (часто ион металла) для связывания красителя и ткани, а некоторые красители меняют цвет при связывании с определёнными субстратами (метахромазия). Гистохимические методы идут дальше, используя определённые химические реакции in situ — например, окисление вицинальных диолов до альдегидов, которые затем выявляются реактивом Шиффа для демонстрации углеводов, или фермент-субстратные реакции, которые откладывают окрашенный продукт в местах ферментативной активности. Теоретические основы этих реакций рассматриваются в стандартных справочниках по гистохимии (Pearse, 1980; Lillie & Fullmer, 1976).

Clinical relevance

Рутинное и специальное окрашивание позволяет получать препараты, интерпретируемые в диагностической и исследовательской гистологии, и распознавание того, что демонстрирует каждое окрашивание, является частью анализа тканевых данных. Эта статья концептуально объясняет методы и не является основой для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Evidence & guidelines

Принципы и протоколы окрашивания консолидированы в давно существующих справочниках по гистотехнологии и гистохимии (Suvarna et al., 2018; Kiernan, 2015; Pearse, 1980; Lillie & Fullmer, 1976). Программы контроля качества в лабораториях дополнительно определяют контроли и критерии приемлемости для эффективности окрашивания, что рассматривается в теме оценки качества.

History

Окрашивание тканей быстро развивалось после появления синтетических анилиновых красителей во второй половине XIX века, и комбинация гематоксилина и эозина стала общепринятым рутинным методом. В течение XX века гистохимия превратилась в систематическую дисциплину химических реакций in situ, кодифицированную в справочниках Лилли и Фуллмера (Lillie and Fullmer, 1976) и Пирса (Pearse, 1980), расширив окрашивание от чисто структурного контраста до демонстрации определённых химических групп и ферментативной активности.

Key figures

• A. G. Everson Pearse
• Ralph Lillie

Seminal works

• pearse-1980
• lillie-1976

Frequently asked questions

Что окрашивают гематоксилин и эозин по отдельности?

Гематоксилин с протравой окрашивает кислые/базофильные структуры, такие как клеточные ядра, в сине-фиолетовый цвет, в то время как эозин окрашивает основные/ацидофильные компоненты, такие как цитоплазма и многие внеклеточные белки, в оттенки розового.

Чем гистохимия отличается от рутинного окрашивания?

Рутинное окрашивание обеспечивает общий структурный контраст за счёт сродства красителя, тогда как гистохимия использует определённые химические реакции in situ для локализации специфических веществ, таких как углеводы, липиды или ферментативная активность.