Przeczytaj
E‑materiały powiązane z tematem
Komórka nerwowa i rdzeń kręgowy
By móc rozpoznać elementy tkanki nerwowej obserwowane pod mikroskopem, warto przypomnieć sobie budowę neuronu oraz rdzenia kręgowego.
Budowa komórki nerwowej
Podstawową jednostką czynnościowo‑funkcjonalną układu nerwowego jest komórka nerwowa (neuron). Większość komórek nerwowych składa się z trzech podstawowych części: ciała komórki (perykarionu)ciała komórki (perykarionu) i krzewiasto rozgałęzionych wypustek – czyli dendrytówdendrytów oraz aksonuaksonu. Komórka nerwowa okryta jest błoną komórkową (neurolemmą).
W zależności od miejsca występowania neurony przybierają różne formy. Dendryty odbierają informacje pochodzące z zakończeń aksonalnych innych neuronów i przekazują je do ciała komórki. Wszystkie dendryty pojedynczego neuronu tworzą tzw. drzewko dendrytyczne. Aksony mogą być otoczone osłonką mielinowąosłonką mielinową – są wtedy nazywane aksonami zmielinizowanymi. Obecność osłonki mielinowej zapewnia szybsze przewodzenie impulsu nerwowego oraz stanowi ochronę mechaniczną. W osłonce występują również przerwy, zwane przewężeniami Ranvieraprzewężeniami Ranviera, których rola polega na wzmocnieniu impulsu sygnału nerwowego. Osłonka mielinowa jest wytwarzana przez komórki glejowe: w ośrodkowym układzie nerwowym przez oligodendrocyty, a w obwodowym układzie nerwowym przez komórki Schwanna.
Budowa rdzenia kręgowego
Rdzeń kręgowy jest bezpośrednio połączony z mózgowiem – stanowi kontynuację rdzenia przedłużonego i wychodzi z czaszki przez otwór potyliczny. Składa się z 31 neuromerów – segmentów, z których wychodzą nerwy rdzeniowe. Z każdego neuromeru odchodzi jedna para nerwów rdzeniowych.
Rdzeń kręgowy ma kształt spłaszczonego walca, który wygina się zgodnie z krzywiznami kręgosłupa. Osiąga długość ok. 45 cm. Dzieli się na pięć odcinków: szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy i ogonowy.
1. Rdzeń kręgowy jest przewodem biegnącym w kanale kręgowym. Odchodzą od niego nerwy rdzeniowe. W odróżnieniu od budowy wewnętrznej mózgowia w przekroju rdzenia kręgowego istota szara leży centralnie, a istota biała – zewnętrznie. Rdzeń kręgowy odpowiada za przekazywanie sygnałów nerwowych z ciała (narządów wykonawczych) do mózgowia i odwrotnie. Kontroluje też odruchy bezwarunkowe.
2. Istota szara rdzenia kręgowego położona jest centralnie w przekroju rdzenia kręgowego, tworzy kształt litery H. Część poprzeczna łączy rogi przednie – ruchowe – oraz rogi tylne – czuciowe – rdzenia kręgowego.
3. Istota biała rdzenia kręgowego położona jest wokół istoty szarej, tworząc trzy sznury: przedni, boczny i tylny.
4. Róg grzbietowy (tylny, czuciowy) zbudowany jest z ciał neuronów odbierających informacje z neuronów czuciowych. Jego aksony przesyłają odebraną informację dalej – w stronę mózgu.
5. Róg brzuszny (przedni, ruchowy) zbudowany jest z ciał neuronów ruchowych, których aksony dążą do mięśni szkieletowych, tworząc włókna ruchowe.
6. Korzeń grzbietowy tworzą go aksony neuronów czuciowych znajdujących się w zwojach rdzeniowych (międzykręgowych).
7. Korzeń brzuszny zbudowany jest z aksonów neuronów ruchowych wychodzących z rdzenia do mięśni.
Obserwacja mikroskopowa tkanek zwierzęcych
Do obserwacji struktur tkankowych i komórkowych używa się głównie mikroskopów (z gr. mikros – mały, skopeo – patrzę, obserwuję) – przyrządów optycznych pozwalających na otrzymywanie powiększonych obrazów obiektów niewidocznych gołym okiem.
Wynalezienie mikroskopu najczęściej przypisuje się dwóm Holendrom – Hansowi i Zachariaszowi Janssenom (ojcu i synowi) – którzy na przełomie XVI i XVII w. skonstruowali urządzenie składające się z dwóch soczewek zamocowanych na obu końcach rury. Przyrząd ten, zwany mikroskopem sprzężonym, pozwalał na zaledwie 10‑krotne powiększenie obserwowanego obiektu. Obserwacja komórek stała się możliwa nieco później – w połowie XVII w. – dzięki wynalezieniu mikroskopu optycznego (świetlnego) przez angielskiego przyrodnika i eksperymentatora Roberta Hooke’a (1635–1703).
Współcześnie najczęściej stosowanymi mikroskopami są: mikroskopy optyczne (świetlne), mikroskopy fluorescencyjne oraz mikroskopy elektronowe.
Więcej na temat mikroskopów i mechanizmów ich działania w e‑materiale Rodzaje mikroskopów używanych w badaniach biologicznychRodzaje mikroskopów używanych w badaniach biologicznych.
W obserwacji mikroskopowej komórki i ich elementy nie wykazują różnic w absorpcji promieniowania elektromagnetycznego, co przekłada się na brak wyraźnego kontrastu między poszczególnymi elementami. Nie ma więc możliwości rozróżnienia szczegółów budowy danej tkanki czy też elementów komórki. Z tego powodu w preparatach mikroskopowych niezbędne jest zastosowanie barwników histologicznych, które wybarwiają komórki wraz z ich elementami strukturalnymi, a tym samym umożliwiają ich dokładną obserwację i identyfikację.
Barwniki histologiczne
Barwniki histologiczne to związki chemiczne wykorzystywane w mikroskopii świetlnej do wybarwiania struktur komórkowych i tkankowych. Typowy barwnik zawiera dwie grupy chemiczne: chwytną i barwną. Część chwytna łączy się z elementami komórkowymi o określonym składzie chemicznym, natomiast barwna absorbuje światło o określonej długości fali, dzięki czemu możliwe jest dostrzeżenie wybarwionych struktur.
W zależności od struktury, jaką się będzie obserwować, należy zastosować odpowiedni barwnik histologiczny.
Poniżej przedstawiono przykładowe metody barwienia preparatów histologicznych.
Hematoksylina i eozyna
Najczęściej stosowanymi barwnikami w histologii są hematoksylinahematoksylina oraz eozynaeozyna (H+E).
Hematoksylina to niebieski barwnik, którym wykrywa się kwasowe (zasadochłonne) elementy komórki, takie jak jądro komórkowe czy siateczka śródplazmatyczna szorstka. Zazwyczaj stosowana jest w połączeniu z eozyną.
Eozyna to kwasowy barwnik o czerwonej barwie służący do wykrywania zasadowych (kwasochłonnych) struktur komórkowych, takich jak cytoplazma i włókna kolagenowe.
Przygotowanie preparatu mikroskopowego
Odparafinowanie i nawodnienie materiału
2 × 5 min w ksylenie (rozpuszcza parafinę)
2 × 3 min w etanolu 99,8%
1 × 3 min w etanolu 96%
1 × 3 min w etanolu 90%
1 × 3 min w etanolu 80%
1 × 3 min w etanolu 70%
1 × 3 min w etanolu 50%
1 × 3 min w etanolu 30%
1 × 3 min w dHIndeks dolny 22O
Barwienie hematoksyliną i eozyną
Zanurz skrawki na 3 minuty w wodzie destylowanej.
Umieść skrawki na 5 minut w roztworze hematoksylinyhematoksyliny.
Przebarwione skrawki odbarw przez 2–3 sekundy w zakwaszonym alkoholu (0,25 ml HCl na 100 ml alkoholu 70%).
Przepłucz skrawki pod bieżącą wodą i skontroluj ich jakość pod mikroskopem.
Zanurz skrawki na minutę w roztworze eozynyeozyny.
Przepłucz je wodą destylowaną.
Odwadnianie i zamykanie preparatów
1 × 5 min w etanolu 96%
2 × 5 min w etanolu 100%
2 × 10 min w ksylenie (wcześniej usuń nadmiar etanolu)
Zamknij preparat w kropli DPX (nie osuszaj preparatu z ksylenu).
Susz preparat w 37°C przez noc lub 2 godziny w 45°C.
Wyniki barwienia
Elementy zasadochłonne (np. jądra komórkowe) barwią się na niebiesko, a elementy kwasochłonne na czerwono.
Jądra komórkowe – chromatyna: niebieska
Cytoplazma: różowa
Włókna nerwowe: bladoróżowe
Włókna glejowe: bladoróżowe
Słownik
długie włókno nerwowe, przekazujące impuls nerwowy do kolejnej komórki nerwowej
zespół metod mających na celu wizualizację określonych struktur, elementów komórkowych lub identyfikację związków chemicznych w materiale roślinnym lub zwierzęcym; barwienie preparatów mikroskopowych wykonuje się przez naniesienie barwnika (związku chemicznego) na szkiełko mikroskopowe
część komórki nerwowej otoczona błoną komórkową, zawierająca cytoplazmę, na terenie której występują jądro komórkowe, mitochondria, aparat Golgiego, ziarnistości rRNA, mikrotubule
proces patologiczny, zmiana polegająca na uszkodzeniu narządu lub tkanki
krótka wypustka komórki nerwowej; odbiera impulsy nerwowe od zakończeń aksonów innych neuronów i przekazuje je do ciała komórki
bromowa pochodna fluoresceiny; wykazuje właściwości kwasowe i dlatego ma silniejsze powinowactwo do elementów komórki o charakterze kwasochłonnym; stosowana jest m.in. w metodzie barwienia Giemsy; elementy komórkowe zasadochłonne, w tym jądra komórkowe, wybarwiają się na kolor niebieski, a kwasochłonne na kolor czerwony
wartość stosowana do opisu zjawisk okresowych; określa stan ruchu w danej chwili
zjawisko polegające na emitowaniu fal świetlnych przez cząsteczkę fluorochromu wzbudzoną światłem o właściwej długości fali
rodzaj fotoluminescencjifotoluminescencji; zanika w stosunkowo długim czasie (w porównaniu z fluorescencjąfluorescencją)
luminescencja zachodząca w wyniku powrotu do stanu podstawowego cząsteczek lub atomów wzbudzonych do wyższych stanów elektronowych promieniowaniem elektromagnetycznym (zakresu widzialnego i nadfioletu)
pozyskiwana jest z drewna modrzejca kampechiańskiego (Erythroxylon campechianum); w jej składzie wyróżnić można roztwory soli żelaza, glinu, wolframu i chromu; dzięki jonom metalu elementy komórkowe chłoną barwnik, co uwidocznione jest na preparacie szkiełkowym; aby hematoksylina miała zdolność do wybarwiania jądra komórkowego, konieczny jest proces utleniania barwnika (co wykonuje się w warunkach laboratoryjnych za pomocą np. światła słonecznego lub substancji chemicznych)
zjawisko fizyczne nakładania się dwóch (lub więcej) fal, przy którym w różnych punktach przestrzeni następuje wzmacnianie lub osłabianie amplitudy fali wypadkowej
przyrząd do cięcia tkanek na cienkie skrawki, z których sporządza się preparaty mikroskopowe; skrawki mają grubość ok. 0,1–20 µm (do mikroskopów optycznych) lub 0,03–0,1 µm (do mikroskopów elektronowych)
substancja chemiczna złożona z cukru i lipidu przylegająca bezpośrednio do aksonu, produkowana w układzie obwodowym przez komórki glejowe – lemocyty, a w ośrodkowym układzie nerwowym przez oligodendrocyty; pełni rolę izolatora oraz podpory mechanicznej dla wypustek neuronów
obiekt biologiczny przygotowany w specjalny sposób do analizy podczas obserwacji mikroskopowej; każdy rodzaj mikroskopu wymaga odmiennego sposobu wykonania preparatu
różnica pomiędzy wartościami fazyfazy dwóch fal, np. świetlnych
przerwy w ciągłości osłonki mielinowej wpływające na wzmocnienie impulsu nerwowego
miejsce komunikacji błony komórkowej kończącej akson z błoną komórkową kolejnej komórki nerwowej lub komórki efektorowej (komórki mięśniowej lub gruczołowej)