HİSTOLOJİK TANI
YÖNTEMLERİ
Doç. Dr. Şerife TÜTÜNCÜ
Amaç
Sahada ve laboratuvarlarda çalışacak
veteriner hekimlere tanı amacı ile kullanılan
histolojik muayene teknikleri ve özel
inceleme metotlarının verilmesini sağlamak.
Histoloji bitkisel ve hayvansal dokuların mikro
anatomisini inceleyen Biyolojik ve Tibbi bilimlerin temel taşı olan bir bilim dalıdır.
Dokuları oluşturan unsurlar olan hücre ve hücreler arası maddenin boyutlarının çok küçük olması bu bilim dalını mikroskop ve mikroskopta incelemeyi sağlayan metodlardaki gelişmelere bağımlı hale getirmiştir.
Işık mikroskopların gelişimi ve büyütme güçlerinin artışı, ilgili bilim dalları moleküler biyoloji, kimya, biyokimya, fizyoloji, immunoloji ve patolojideki
gelişmeler hücre ve hücrenin oluşturduğu doku ve organlar hakkında bilgilere ulaşılmasını sağlamıştır.
Ayrıca yapısal özelliklerin fonksiyonel özellikler ile birlikte incelenmesi yapı fonksiyon ilişkilerini
inceleyen histofizyolojinin doğmasını sağlamıştır.
Histofizyoloji ile birlikte anormal ve hastalıklı
yapıların ayırt edilebilmesi için normal ve sağlıklı bir dokunun özelliklerinin bilinmesinin önemi daha çok ortaya çıkmıştır.
Bütün bunlar beraberinde histolojide kullanılan basit ve klasik inceleme metodlarının gelişimini yeni ve ileri tekniklerin ortaya çıkışını sağlamıştır.
Histoloji bilimi ile uğraşan araştırmacılar rutin olarak ışık mikroskopi tekniğini kullanır.
Daha detaylı bilgilere ise daha yüksek büyütme gücüne sahip Transmission Elektron Mikroskop ( TEM ) ve
Scanning Elektron Mikroskop ( SEM ) ile ulaşılabilmiştir.
Moleküler düzeydeki ayrıntılara ise Histokimya, İmmunohistokimya, Otoradyografi gibi birtakım yöntemlerle ulaşılabilmiştir.
Histolojinin daha anlaşılabilir olması için; mikroskop altında görülen iki boyutlu görüntü ile üç boyutlu yapı arasında ilişki kurulmasını sağlamak ve dokuların
mikroskop altında incelenmesini sağlayan teknikler ve mikroskoplar hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir.
Mikroskoplar
Mikroskop çıplak gözle görülemeyen oluşumları tanımlamak ve değerlendirmek amacıyla ışın ve optik ilkelerine dayanarak yapılmış büyütme ve görme cihazıdır.
İlk basit mikroskop 17. yüzyılda Anthony Von Leeuwenhoek ( 1632-1723 ) tarafından yapılmış ve ilk defa protozoon,
bakteri, böcek ve bitkileri incelemiştir.
Aynı yıllarda Robert Hook(1665) geliştirdiği mikroskobuyla şişe mantarını incelemiş ince kesitlerde gördüğü küçük kutucuklara cellula – hücre adını vermiştir.
Daha sonraki yıllarda birkaç mercek kombine edilerek daha yüksek büyütme gücüne sahip mikroskoplar geliştirilmiş ve gözle görülen ışığın dalga boyu izin verdiği ölçüde büyüten mikroskoplar geliştirilmiştir
Teknolojik gelişmeler ile birlikte farklı ışınların ve değişik merceklerin geliştirilmesiyle de günümüzde kullanılan mikroskoplar ortaya çıkmıştır.
Mikroskopta elde edilen görüntü gözle incelenebilir, ekrana iletilebilir ya da fotoğraflanabilir.
Mikroskoplar kullanılan ışık kaynakları ve optik sistemlerine göre gruplandırılır.
Elektron mikroskopta elektronlardan yararlanılır, diğerlerinde suni ışık kaynakları kullanılır.
Suni ışık, Tungsten madeninden yapılmış filamentten, karbon elektrodlardan, yüksek basınçlı civa buharlı
ampullerden yararlanılarak elde edilir.
Kullanılan ışık kaynağına göre mikroskoplar
Gözle görülebilen ışığı kullanan mikroskoplar,
Işık mikroskobu
Polarizasyon mikroskobu
Faz Kontrast mikroskobu
Karanlık Saha mikroskobu
Gözle görülemeyen
elektromanyetik dalga ya da elektronları ışık kaynağı
olarak kullanan mikroskoplar
Fluoresan mikroskobu
Ultraviole mikroskobu
Konfokal Mikroskop
Elektron mikroskobu
Mikroskoplarda elde edilen görüntü sadece
gözle incelenebileceği gibi elde edilen
görüntünün fotoğrafı da çekilebilir. Bu işleme
Mikrofotoğrafi denir.
Cismin görüntüsünün sadece objektif ile
şekillendirilip oküler kullanmaksızın
fotoğraflanmasına ise Lup Fotoğrafisi adı
verilir.
Işık Mikroskobu
Işık mikroskoplarda gözün görebildiği ışık
ışınları kullanılmaktadır.
Işık mikroskoplarda boyalı preperatlar
arkadan aydınlatılarak incelenir.
Işık mikroskoplar mekanik ve optik
kısımlardan oluşur.
I. Mekanik Bölüm: Optik sistem dışındaki metal ya da sertleştirilmiş yapay malzemelerden oluşmuş tüm
kısımları kapsar;
1. Mikroskop ayağı( Taban ): Mikroskobun yerle temas eden kısmıdır, dikdörtgen, poligonal, U ya da V harfi biçiminde olabilir. Ayak üzerinde veya içinde aydınlatma kaynağını taşır.
2. Mikroskop gövdesi( Kolu ): Ayak üzerinde yer alan optik sistem ve diğer mekanik kısımları taşıyan bölümdür.
3. Preperat tablası: İncelenecek preperatın yerleştirildiği bölümdür. Kondansörün üzerinde yer alır, kondansörden gelen ışığın geçmesini sağlayacak bir delik vardır. Aynı zamanda preperatın ileri – geri sağa –sola hareketini sağlayan bir ayar mekanizması( şaryo ) da bulunur.
4. Objektiflerin takıldığı tabla( Revolver ): Üzerinde 4 -6 objektifin takılabildiği dönen mekanizmaya sahip mikroskop bölümüdür.
5. Tüp: Mikroskobun oküler ve revolveri taşıyan bölümüdür.
Üzerine takılan okülere göre monoküler, binoküler ve trinoküler olmak üzere 3 tipi vardır. Binoküler tüpler
gözlemcinin pupilla aralığına göre ayarlanır. Trinoküler
mikroskoplarda binoküler başlığa ek olarak fotoğraf makinesi ya da video kameranın yerleştirilebileceği bir başlık bulunur.
Gözle gördüğümüz görüntünün aynısı fotoğraf filmine veya monitöre yansıtılır.
6. Makrometre ve mikrometre Vidaları: Tablanın dikey yönde az ( mikrometre ) ya da çok ( makrometre )
hareketlerle kaymasını sağlayarak görüntünün netliğini sağlayan bölümdür.
II. Optik Bölüm
1. Ayna veya ışık kaynağı: Güneş veya lambadan gelen ışınlar ayna yardımı ile mikroskop içine
yansıtılır ( ışık yeterli ise aynanın düz yüzü, yetersiz ise çukur yüzü kullanılır).
Güneş ışınları her istenildiğinde elde edilebilecek bir kaynak olmadığından düşük voltajlı elektrik lambaları mikroskobun gövde ya da ayağına
monte edilerek kullanılır. Ampulden gelen ışınlar doğrudan diyaframa gönderilir.
2. Kondansör: Tablanın altında yer alan ve dikey olarak hareket edebilen ışık kaynağından gelen ışınları kırarak cisim üzerinde toplayan
merceklerden oluşmuş bir bölümdür. Objektifin büyütme gücü ile ilişkili olarak ışığın şiddetini ayarlar.
Diyafram: Işık kaynağından gelen ışık demetinin çapını kontrol etmek için kullanılır. İleri araştırma mikroskoplarında ışık kaynağının üstünde veya kondansörün altına yerleşiktir. Diyafram ışık çapı aracılığı ile en iyi kontrast ve resolusyonu elde etmeyi sağlar. Işık şiddeti lambanın reostası ile ayarlanır.
3. Objektif: Metal bir tüp içinde uygun biçimde yerleştirilmiş birkaç mercekten oluşan ve cismin ilk büyütmesini gerçekleştiren optik kısımdır.
Objektifler oluşturdukları görüntüdeki ışık kusurlarının azlığına ve çokluğuna göre kromatik, apokromatik
objektiflerdir.
Kromatik olan objektifler ışığın kalitesi bakımından en fazla kusurlu olanlardır.
En iyi olanlar apokromatik objektifler olmasına rağmen, yine de görüntü kalitesi bakımından sahada tam anlamı ile net görüntü alınamaz. Alanın orta kısmı netleşince kenarlar, kenarlar netleşince orta kısım netliğini kaybeder.
Bu kusurun giderilmesi içinde objektiflere plan özellik katılmış ve bugün kullanılan plan apokromat objektifler geliştirilmiştir.
Objektiflerin özellikleri belirli simgelerle işaretlenir, Örneğin plan( Pl ), apokromatik( Apo ), Akromatik(
Achr ) gibi.
Objektifler üzerinde ayrıca sırası ile kullanılacağı
mikroskobun tüp uzunluğu, lamel kalınlığı, objektifin büyütme gücü ve nümerik apertür yazılır.
Tüp uzunluğu ve lamel kalınlığı üst sırada ve küçük puntolarla mm olarak, objektifin büyütme gücü ve numerik apertür alt satırda büyük puntolarla yazılır.
Objektifler kuru sistemli ya da immersiyon objektifleri olarak da ikiye ayrılabilir.
Kuru sistemli objektiflerde objektif ile preperat arasında hava bulunur,
İmmersiyon objektiflerinde immersiyon yağı,
sediryağı, gliserin veya su bulunabilir. Arada bulunan sıvı daha fazla ışık toplama amaçlıdır.
İmmersiyon objektiflerinde alt uçta halka tarzında siyah bir çizgi veya hangi sıvı ile kullanılacağını bildiren bir yazı bulunabilir.
4. Oküler: Objektifin şekillendirdiği ilk görüntüyü tekrar büyüten ve ışık kusurlarını düzelten merceklerden oluşmuş bir bölümdür.
Okülerin büyütme gücü objektiflerde olduğu gibi üzerine yazılır. Kullanım sırasında büyük görüntü elde etmek için çok yüksek büyütmeli oküler kullanmak sadece objektif görüntüsünün detaylarını kaybetmesine neden olur.
Detaylı büyütmeler için büyük büyütmeli objektifler ile
küçük büyütmeli okülerler, küçük büyütmeli objektifler ile büyük büyütmeli okülerler kullanılmalıdır.
Okülerler ışık kusurlarını düzeltmek üzere farklı türlerde yapılmışlardır; En çok kullanılanlar plankompenzasyon okülerleridir, plan akromat ve plan apokromat objektiflerle birlikte kullanılırlar.
Mikroskoplarda Işık Ayarı
Mikroskopta iyi bir görüntü elde etmek için optik kalite yanında ışık kalitesi de ayrıca önem taşımaktadır.
Mikroskoplarda optik kaliteyi etkileyen faktörler:
Ayna(düz veya konkav yüz ), Kondansör, Objektif, Okülerler.
Işık kalitesini etkileyen faktörler ise kullanılan ışığın tür ve pozisyonu, ışık filtreleri ve poz süresidir.
Aydınlık saha mikroskopları ile çalışırken gün ışığından ya da değişik voltajlarda sun’i ışık kaynaklarından
yararlanılır.
Fluoresan mikroskopi için civa buharlı özel
lambalar veya karbon ark ışığı kullanılır.
Işık kaynağının pozisyon ve ışık ayarı aynı
zamanda mikrofotoğrafi için de en iyi sonuç
veren Köhler ışık ayarı denen bir ayarlamayı
gerektirir. Köhler prensibine göre
aydınlatmada preperatın aydınlatılan kısmı
daraltıp genişletilebilir.
MİKROSKOBUN KULLANIMI VE PREPERATIN İNCELENMESİ
Mikroskobun elektrik bağlantısı yapıldı mı; fiş takılı mı?
Mikroskobun ışık ayarı yapıldı mı?
Objektif ve oküler yerine düzgün olarak yerleştirilmiş mi?
Binoküler mikroskoplarda iki göz için iki okülerin
mesafe ve netlik ayarı yapıldı mı? Bütün bu işlemler yapıldı ise preperat incelemeye başlayabiliriz;
Polarizasyon Mikroskobu
Bu mikroskop biyoloji alanında ışığı çift kırıcı özelliği olan objelerin incelenmesinde kullanılır.
Bu mikroskoplar yardımıyla ışığı çift kıran maddenin en ince yapısı rahatlıkla gözlenebilir.
Polarizasyon mikroskoplarında nikol prizmaları
denilen iki prizma vardır. Bu prizmalar polarizör ve analizör olarak adlandırılır.
Faz Kontrast Mikroskobu
Faz Kontrast mikroskobu, materyallerin canlı ve hareketli olarak incelenmesini sağlayabilen bir mikroskoptur.
Temel prensip, ışığın farklı kırılma indislerinin
hücre ve hücre dışı oluşumlardan geçerken hızının ve yönünün değiştirilmesini sağlama esasına
dayanır.
Karanlık Saha Mikroskobu
Bu tip mikroskoplarda kondansörün ortası
kapalıdır. Işık, mikroskoba dik değil eğik olarak gelir.
Doku kültürlerinde canlı hücreler, çekirdekcik, çekirdek zarı, mitokondri ve lipid damlacıkları parlak, zemini oluşturan sitoplazma ise karanlık olarak görülür.
Fluoresan Mikroskobu
Bazı maddeler kısa dalga boyundaki ışığı absorbe ederek uzun dalga boyunda ışığa çevirir. Bu olaya fluoresan adı verilir.
Böylece fluoresan veren yapılar görülür.
En çok kullanılan boya akridin orange'dır.
Fluoresan maddeye göre sarı, yeşil ve mavi renkler izlenebilir.
Ultraviole Mikroskop
Bu mikroskoplarda ultraviole yayan bir ışık
kaynağı, ultravioleyi geçirebilen bir optik sistem ve fluoresan bir ekran kullanılır.
Nükleik asitler gibi bazı hücre yapıları ultraviole ışığını şiddetle absorbe ederler.
Bu absorbsiyon ultraviole mikroskobu ile incelenir.
Konfokal Mikroskop
Fluoresan mikroskobun bir gelişmiş modelidir.
Floresan boyama yapılan preparatların incelenmesinde kullanılır.
Diğer mikroskoplardan farkı, kesit kalınlığı içinde farklı seviyelerde netleşmeyi sağlayıp kesitten daha ince optik kesitler alınmasını sağlamasıdır.
Elektron Mikroskobu
EM larla yüzbinlerle ifade edilen büyütmelere ulaşmak
mümkündür. Bu tip mikroskoplarda görüntü elde etmek için elektronlar kullanılır.
Elektronlar negatif elektrik yüklü kısa dalga boylu partiküllerdir.
EM nun çalışma prensibi bu vakumlu tüp içinde
elektronların yön değiştirmesi esasına dayanır. İki tip EM vardır:
TEM: İki boyutlu görüntü verir. Kesit özelliklerini ortaya koyar.
SEM: Üç boyutlu görüntü verir. Yüzey özelliklerini ortaya çıkarır.