Способ определения объема клеточных структур биологической ткани на электронограммах

 

Изобретение относится к медицине, а именно - к гистологии. Целью является повышение точности способа. Цель достигается тем, что готовят ультратонкие срззы, которые после контрастирования просматривают под электронным микроскопом. Срезы фотографируют на пленку через интервал в 0,1-0,3 с. Внутренние структуры клеток, например митохондрии, рассчитып вают по формуле V У (Sid+Szd), где V объем структуры, Si - площадь наружных структур, $2 - площадь внутренних структур , d - толщина среза, п - количество исследований. Способ позволяет точно определить объем внутренних образований в клетке.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 1/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 ф

iG0 !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791335/14 (22) 13.02.90 (46) 07.11.92. Бюл. ЛЬ 41 (71) Ленинградский научно-исследовательский нейрохирургический иститут им. проф.

А.Л.Поленова (72) В.В.Григорьев (56) Joung SL, et ai. American review of

respiratory disease, 1986, N 5, ч 133, р 899. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЬЕМА

КЛЕТОЧНЫХ СТРУКТУР БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ НА ЭЛЕКТРОНОГPAMMAX (57) Изобретение относится к медицине, а именно — к гистологии. Целью является повышение точности способа. Цель достигаИзобретение относится к медицине, в частности к диагностике. и может быть использовано для определения объема ультраструктур биологических тканей.

Целью изобретения является повышение точности способа эа счет определения объема ультраструктур биологических тканей, одновременной реконструкции конфигурации обьекта и внутренней пространственной топографии ультраструктур и сокращение времени исследования, Способ осуществляют следующим образом. С помощью ультратома получают последовательный ряд срезов ткани. Каждый срез наблюдают через электронный микроскоп. Производят последовательную съемку на видеомагнитофон каждого среза. При последовательном просмотре изображения каждого среза через 0,1-0,3 с одновременно реконстрируют конфигурацию наружных и внутренних ультраструктур и определяют обьем изучаемои ультраструктуры по форл муле V= S d, где V — обьем исследуемаой..>SU„„1774218 А1 ется тем, что готовят ультратонкие срезы, которые после контрастирования просматривают под электронным микроскопом, Срезы фотографируют на пленку через инте рвал в 0,1-0,3 с. Внутрен ние структуры клеток, например митохондрии, рассчитыи веют по форгвупе V= $ (Sid+Szdj, где V— объем структуры, St — площадь наружных структур, Sz — площадь внутренних структур, d — толщина среза, и — количество исследований. Способ позволяет точно определить объем внутренних образований в клетке. ультраструктуры,, S — сумма площадей исследуемой ультраструктуры на всех срезах, d — толщина одного среза.

Пример 1. Определение объема и конфигурации митохондрии. С помощью ультратома получают ряд срезов нейрона.

Каждый срез набл юдают через электронный микроскоп. При этом в цитоплазме выявляются отдельные части митохондрий, что не позволяет решить вопрос — принадлежат они одной митохондрии или нескольким.

Проводят последовательную съемку каждого среза и просматривают изображение на экране через 0,1-0.3 с. При этом в цитоплазме выявляют несколько отдельных групп. На одном иэ срвзов видно несколько митохондрий, имеющих темный матрикс и узкие кристы. На основе полученной ультраструктуры можно сделать вывод, что нейрон находится в функционально неактивном состоянии.

Просмотр же всех срезов показывает, что на большей части срезов присутствуют митохондрии светлого типа (конденсированные}, 1774218 что соответствует состоянию активного дыхания. Очевидно, что локальное конформационное состояние ультраструктуры, соответствующее митохондриям темного типа, отражает лишь циклические измене- 5 ния клеточного дыхания, и нейрон фактически находится в функционально активном состоянии. В результате реконструкции семи срезов толщиной по 50 нм, обозначенных цифрами 1-1, 2-1, 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 7-1, 10 плоскости, соотве.гствующие указанным срезам, в митохондрии, обозначают цифрами 1 — 7. Например, срез 1-1 соответствует плоскости 1, срез 2-1 — плоскости 2. Определяем обьем. Для этого определяем пло- 15 щадь каждого среза митохондрии и складываем их. $1-1 (241 нм )+S2-<"

«(51 нм +296 нм )+Из-1 (48 нм +262 нм )+

+ Ял-1 (17 нм +481 нм )+S5-1 (16 нм +

+ 218 нм2)+55-1 (22 нм +110 нм )+ 20 ч Ят-2 (36 нм )=1798 нм . Обьем вычисляем

7 по формуле V= > S d=1798 нм 50 нм=

=- 89900 нм .

Пример 2. Определение обьема и конфигурации ядра сустентоцита. С помощью ультратома получают 540 срезов.

Получают изобра>кение каждого среза в электронном микроскопе. В порядке, соответствующем последовательности получения, просматривают все срезы со скоростью .О, I с. Общее время просмотра 54 с, Получают представление о конфигурации ядра, она соответствует срединному разрезу через тело клетки, Определяют площадь ядра на каждом срезе. Для иллюстрации приводятся только три среза 1-1, 2-1, 3-1. Плоскости, в которых они были получены, обозначают соответственно 1,2,3, S<- =93 нм, S2-1=

= 1125 нм, Яз-<=-453 нм +612 нм =-1065 нм

5ЛО .> S=-410940 нм . Объем вычисляют поформу2

1 .

ne V=-, Я 0=410940 нм х50нм=-2054700нм .

Пример 3. Определение объема и конфигурации зернистой цитоплазматической сети юного фибробласта. С помощью ультратома получают 680 срезов толщиной

50 нм. В электронном микроскопе получают изображения срезов. Просматривают иэображение каждого среза со скоростью 0,1 с. в последовательности, соответствующей порядку их получения. Общее вреамя просмотра 68 с, Просмотр показывает, что цистерны располагаются преимущественно в одном из полюсов на 240 срезах, тогда как в противоположном конце клетки выявляются всего две цистерны, располагающиеся на 60 срезах, Для иллюстрации приводятся только 2 среза: 1-1, который соответствует плоскости 1, и срез 2-1, соответствующий плоскости 2, На срезе 2-1 общая площадь цистерн

11+4+11+21+181 26+32+10+13+23=

= 169.нм, На срезе 1-1 общая площадь цистерн 6+3=9 нм, Общая площадь цисг зоо терн на всех срезах =29160 нм . Объем зоо . вычисляют по.формуле V= S d=29160 х

50=1458000 нм .

Способ позволяет одновременно реконструировать конфигурацию объекта и внутреннюю пространственную топографию ультраструктур; сокращает время исследования, так как обеспечивается стандартизация условий исследования кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность объективного долгосрочного документирования; позволяет использовать в основном экспериментальный метод электронной микроскопии в диагностических целях, обеспечивает радиационную безопасность исследователя.

Формула изобретения

Способ определения обьема.клеточных структур биологической ткани на электронограммах путем расчета их площадей, о тл Й ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности способа, исследования проводят на пленке в динамике просмотра через

0,1-0,3 с, при этом дополнительно реконструируют конфигурацию наружных и внутренних структур клеток, а объем определяют по формуле и = (Sid+Szd), где V — объем структуры;

S< — площадь наружных структур;

="-2 — площадь внутренних структур;

d — толщина одного среза;

n — количество исследований.