Жасуша биологиясын зерттеу әдістері


ХIХ ғасырдың ортасы электронды микроскопты нәтижелi пайдаланудан басталады. Қазiргi кезеңдегi пәннiң дамуы зерттеу әдiстерiнiң кең, кешендi пайдалануымен, әсiресе, оның iшiнде электронды микроскоппен көру, мұздату, электронды микроскопиялық цитохимия, сан тұрғысынан сипаттау және басқа әдiстерiмен сипатталады.

Пәннiң жасуша құрылысын, қызметiн зерделеуге бағытталған кәдiмгi (классикалық), жаңа (қазiргi) әдiстерi өте мол. Сондықтан олардың тек iлiмдiк қана емес, қолданбалы маңызы аса зор.

Жарық микроскоп көмегiмен ағза, ұлпа, жасуша кесiндiлерiн зерделеу әдiстерiне-гистологиялық, цитологиялық, цито-, гистохимиялық, иммуноцито-, гистохимиялық, будандастыру, авторадиография, бекiтiлмеген ұлпаларды бояудың арнайы, организмнен тыс жасуша, ұлпа, ағзаларды себу әдiстерi және жасуша, ұлпа құрылымының сандық бағалауы жатады.

Гисто-, цитологиялық әдiстермен зерделеуге жұқа кесiндiлер арнайы сойылған жануарлардан, ауру себебiн анықтау мақсатында тiрi жануар организмiнен (ұлпадан үлгi алу: биопсия-грек. -тiршiлiк, өмiр; -көру), өлексенi жарып тексеру (аутопсия-грек. өз көзiмен көру) жолдарымен алады. Препарат қалыңдығы 5-10 мм аспағаны жөн. Эксперимент зерделеуде лабораториялық жануарлар тұтас, ұлпалар мен ағзалар бөлшектенiп алынады.

Өлi (уытталған) жасуша, ұлпаларды зерттеу әдiсi-негiзгi (классикалық) деп аталады. Ол үшін мына негiзгi өңдеу жолдардан өтедi: бекiту, суда жуу, сусыздандыру, қатыру, кесiндi әзiрлеу, бояу, бұзылмайтын ортада сақтау. Диагнозды анықтау мақсатымен бекiтiлген өлi жасуша, ұлпаларды зерделеуде препараттар жағынды ретiнде (қан, сүйек майы, сiлекей, жұлын сұйығы); iз (таңба) ретiнде (көкбауыр, айырша безi, бауыр); ұлпалар жұқа қабығы ретiнде (дәнекер ұлпа, iшперде, көкiрекперде, жұмсақ ми қабығы) болады.

2- сурет. Биологиялык зерделеуге арналган микроскоптар.

А - ЭМВ-100 АКА электронды микроскоп: 1-микроскоп бағанасы; 2-басқару пульті; 3-люминесцентті экраны бар камера; 4-бейнелерді талдау блогы; 5-көрініс-хабар тетігі.

Б- “Биолам-С" жарык микроскопы: 1-таган; 2-тубус үстаушы; 3-көлбеген тубус; 4-оку­ляр; 5-револьвер; 6-объективтер; 7-үстел; 8-жарык жинаушы; 9-оныц бурандасы; 10-ай­на; 11 –микрометрик;12 макрометрлік бұранда

Кейде препаратта кездейсоқ, немесе нашар өңдеуден гистологияда жасанды деп аталатын белгi (артефакт), немесе құрылымдар пайда болады. Олар өлгеннен кейiнгi ыдырауда, ыстық парафиндi қолданғаннан кейiнгi бүрiсуде, формалинде ұлпа көп жатқаннан, немесе оны аз жуғанда, микротом пышағында кетiгi барында кездеседi.

Препаратты зерделеу үшiн әртүрлi жарық микроскоптар (МБИ, «Биолам», басқа арнайы түрлерi (қараңғы көз алды, кезеңдi-қарсылыстық, поляризациялық, ультракүлгiндi, флюоресценттi (қоздыру әсерi тоқталғаннан кейiн тез өшiп қалатын люминесценция, люминесценттi микроскоппен көру) қолданылуда.

Цито-, гистохимиялық әдiстер жасуша, ұлпа құрылымындағы химиялық заттарды (темiр, кальций, ақуыздар, майлар, нуклеин қышқылдары, гликоген, ферменттер), топтарды (альдегид, сульфгидрил, амин) айқындайды. Бұл әдiс бояудың белгiлi химиялық қосындыларымен (РНҚ, ДНҚ) ерекше байланысына, iзделiп отырған заттың (фермент) орналасқан жерiнде гистохимиялық реакция нәтижесiнде боялмаған өнiмнен боялған түрi түзiлуiне негiзделген. Бұл әдiстер жасуша, жасушасыз құрылым, ұлпадағы ДНҚ, РНҚ, белок, амин қышқылдары, май, көмiрсу, минераль заттардың орналасуын, мөлшерiн, ферменттер белсендiлiгiн анықтайды.

Иммуноцито-, гистохимиялық әдiстер жасуша, ұлпалардағы ең ерекше заттар анықтауды қамтамасыз етiп, жағынды, кесiндiдегi тегiжат болып келетiн анықтайтын затты белгiленген ерекше қарсы денелермен өңдеуге негiзделген. Мұнда тiкелей, бұрылыс әдiстер қолданылады. Тiкелей әдiсте белгiленген қарсы денелер мен тура анықтайтын зат арасында ерекше байланыс-реакция жүредi. Бұрылыс (өте сезгiш) әдiсте белгiленбеген алғашқы қарсы денелер анықтайтын тегiжатпен өзара iс–қимыл жасап, кейiннен оларды екiншi белгiленген қарсы денелер (оларда алғашқы тегiжат болғандықтан) көмегiмен табады. Бұл әдiстер белгiленген әртүрлi жасушалар ұқсастығын табып, секрет бөлу процестерiн зерделеп, гормондар, сезiмтал жүйке ұштарын айқындайды.

Будандастыру әдiсi. РНҚ, ДНҚ молекулалары нуклеотидтердiң белгiлi бiрiздiлiгiн айқындап, ДНҚ молекуласындағы бiрiздiлiктiң иРНҚ молекуласына жазылуындағы тектердiң, оның өнiмдерiнiң орнын зерттеуге көмектеседi. Бұл ДНҚ, РНҚ бөлiмдерiнiң өздерiне сәйкес нуклеотидтер бiрiздiлiгiн сақтайтын белгiленген үзiндiлердiң ерекше байланысына (будандастыруға-грек. -дүбәрә, дүрегей) негiзделген.

Авто-, радиография (грек. -өзiм, -шығару, тарату, -жазу) әдiсi ұлпаларға радиоактивтi изотоптармен таңбаланып жiберiлген заттардың орналасуын айқындауға негiзделген. Бұл әдiс таңбаланған iзашардың макромолекулаларға, қосыла бастауын, жасушалар мен ұлпалардағы тасылымын бақылау мүмкiндiгiн туғызады. Түрлi заттардың түзiлу, секреция процестерiне, сезiмтал жүйке ұштары орналасуына, жасушалар бөлiнуiне, олардың популяциядағы қозғалысына негiз болатын мәлiметтер алынды. Бекiтiлмеген ұлпаларды бояудың арнайы әдiстерiне тiрiлей (витальдi), суправитальдi бояулар жатады.

Витальдi (лат. -тiршiлiк, өмiр) бояуда кейбiр бояғыштар (трипанды көк, литийлi кармин, туш) тiрi жасушаларға уытты болмай, оларды бұзбайды. Олар нақты ертiндi емес, жүзiндi кiшкене бөлшектер тәрiздi. Бұл бояғыштарды организмге (көбiнесе қанға) енгiзгенде, қарбу жасушаларымен ұсталады. Жасушада бояғыштардың осылай жиналуы, оның таңбалануын көрсетедi.

Суправитальдi боялу организмнен бөлiнiп алынған тiрi жасушалар құрамы кейбiр бояғышпен байланыс түзуiне негiзделiп, арнайы мақсаттарды шешуде қолданылады.

Қолдан өсiрiлген себiндiдегi (лат. өңдеу) зерттеу жасуша, ұлпа, ағзадағы өсу, жiктелу, түзiлу, секрет бөлу, басқа процестерге түрлi себепшарттардың әсерiн зерделеу үшiн жүргiзiледi. Жасуша, ұлпа себiндiлерi биотехнология, биоинженерия (ауыстырып салуға қажет жасушалар, ұлпалар алу, биологиялық қарқынды заттар түзу, моноклондық антиденелер өнiмдерiн түзу) мақсаттары үшiн кең қолданыла бастады.

Жасушалар және ұлпалар құрылымының сандық бағалауында қолданылатын морфоөлшемдiк әдiс гистологиялық препараттардағы (олардың суреттерiндегi) жасушалар, ұлпалар құрылым параметрлерiнiң сандық бағасын беретiн бiрнеше тәсiлдер жиынтығы болып келедi. Бұл әдiспен жасуша, ұлпалар диаметрi, биiктiгi, қалыңдығы, қима ауданы, аумақтағы зерзат саны, олардың түрлерi және басқалар анықталады.

Қараңғы көз алды микроскоппен көру арнайы конденсор (қысқа фокусты линза) қолданылуға негiзделген, препараттағы объективке түспейтiн қисық сәуле жарығының түсуiн қамтамасыз етедi. Объектив жоқта көз алды қараңғы болады, ал ол барда жарықтың бiразы объективте байқалады. Бұл тәсiл жарық микроскоптан тыс орналасқан құрылымды, мөлшердi айқындауға мүмкiндiк бередi. Оны тiрi жасушалар зерделеуiнде де қолдануға, болады.

Кезеңдi- қарсыластық микроскоппен көру зерделеу зерзатының түрлi құрылымдары арқылы өтетiн жарық сәулесiнiң кезеңдерi бiркелкi емес өзгеруiне негiзделген. Ол көзге көрiнбейтiн кезең ерекшелiктерiн амплитудалыққа, өзгертедi. Бұл тәсiл тiрi жасушаларды бекiтпей, боямай тiкелей зерделеуге мүмкiндiк туғызады.

Поляризациялық микроскоппен көру әр түрлi әуестiк, немесе қос жарық сәулесiнiң сынуы қасиеттерi бар құрылымдарды зерделеуде қолданылады. Онда зерзатқа, поляризацияланған жарық сәулесi бағытталады. Ол келешекте қабылдағыш (зерзат пен окуляр арасында орналасқан) арқылы өткiзiледi. Сөйтiп зерзатта молекулалардың заңды кеңiстiкте орналасуы айқындалады.

Ультракүлгiндi микроскоппен көру зерделеудегi зерзатқа ультракүлгiн сәулелерiнiң жарық түсiруiне байланысты болады. Оны зерзат құрылым құрамбөлiктерi таңдап сiңiредi. Өйткенi, ультракүлгiн сәулелерi толқынының ұзындығы көрiнетiн спектрдегi жарықпен салыстырғанда қысқа, болады. Ол микроскоптың шешу қабылеттiлiгiн екi есе арттырады. Ультракүлгiндi микроскоппен көруде көрiнбейтiн бейне жарық сезгiш табақша, немесе басқа, құрылғы көмегiмен көрiнетiнге өзгередi.

Флюоресценттi (люминесценттi) микроскоппен көруде кейбiр заттардың зерзатқа ультракүлгiндi сәуле жарығы түскенде көрiнетiн сәуле тарату қабылетi қолданылады. Кейбiр жағдайда ол ұлпаны алдын ала химиялық өңдегеннен кейiн пайда болады. Иммуногистохимиялық әдiспен ұлпаларды зерттегенде сәуле тарату бояғыштар арнайы антиденелермен байланысып тиiстi тегiжаттарды айқындайды. Онда сынапты, ксенондық лампалар пайданылады. Олар сәуле тарату құбылысын қоздырады. Қозудан қалыпты күйге көшуiнде сәуле шығады, оның толқын ұзындығы ұзақ болады. Бұл құбылыстың бәрi жазылып, кейiн тұжырымдалып, зерзат iшкi құрылымын, құрамын анықтатады.

Қазiргi кезде ғылыми зерттеулер жүргiзiп, клиникалық диагноз қоюда электронды микроскоппен көрудiң екi әдiсi - заттектердiң ортамен қатынасы (трансмиссиялық), немесе жарық түсiрушi және көз аясында (сканерлi), немесе әртүрлi жеке элементтерден түзiлетiн бейне (растрлi) кең қолданылуда. Оларда электрондар, ағыны қолданылады, зерттеу зерзаттарының жазықтық бейнесi байқалады. Оның қуат күшi 50 000 В, толқын ұзындығы 0,0056 нм, көрсеткiш қабылеттiлiгi 0,002 нм, үлкейткiштiк қабылеттiлiгi 600000 есеге тең. Электронды микроскоппен жасуша құрылымдарының өте ұсақ бөлшектерiне дейiн анық көруге болады.