فهم الأنسجة

A stained histologic specimen, sandwiched between a glass microscope slide and coverslip, mounted on the stage of a light microscope.

Microscopic view of a histologic specimen of human lung tissue stained with hematoxylin and eosin.

فهم الأنسجة histologie هوالفهم الذي يهتم بدراسة النسج الحيوانية والنباتية وخلاياها دراسة مجهرية. ولا يكتفي فهم النسج المعاصر بدراسة الشكل الخارجي للنسج بل يتناول دراسة مكوناتها الكيميائية (كيمياء نسيجية histochimie وكيمياء خلوية cytochimie) وفعالياتها البيولوجية (الفيزيولوجية النسيجية histophysiologie). لذلك يقدم هذا الفهم المعطيات الأساسية لفهم فهم الفيزيولوجيا وفهم الجنين وبقية فروع علوم الحياة. وفي المجال الطبي يتمثل فهم النسج بالتشريح السقمي المجهري، وهوأساس فهم الأمراض، إذ تُسْتَخْدَم التقنيات النسيجية في دراسة النسج المريضة.

ظهر فهم النسج مع ظهور المجهر، وتطور خصوصاً حين ظهرت الأجهزة الضوئية الجيدة عام 1830م، وشهد تطوراً لافتاً في منتصف القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين.

أما فهم النسج الجزيئي فيهدف إلى دراسة جزيئات معينة في النسيج أوالخلايا أوفي العضيات الخلوية وإظهارها، وخاصة المورثات (الجينات) والرنا الرسول mRNA الخاص بها والبروتينات التي ترمز لها، بحيث يحدد وضعها وشكلها. إلى غير ذلك فإن هذا الفهم يسمح بوصف المورفولوجيا الخلوية والنسيجية على مستوى بُناها وتآثراتها الجزيئية.

إن أي دراسة نسيجية تستوجب القيام بأربع خطوات متتابعة هي: اختيار المادة المدروسة والتقنيات التي تسمح بإظهار البنى أوالظواهر التي تُطلب دراستها، وإنتاج صور لتلك البنى أوالظواهر بوساطة وسائل ضوئية، ثم تفسير هذه الصور. وتختلف الطرائق المستخدمة في فهم النسج باختلاف المادة المدروسة والهدف من الدراسة، سواء كان تشخيصاً نسيجياً سقمياً عند الإنسان أم الحيوان أم مشروع بحث.

أنواع الأنسجة

الانسجة الطلائية أوالظهارية (epithelial tissue)
الانسجة الضامة (connective tissue)
الانسجة العضلية (muscle tissue)
الانسجة العصبية (nervous tissue)

تطور فهم الانسجة (histology) مع تطور المجهر (microscope)، بدءاً من المجهر الضوئي وصولاً إلى المجهر الالكتروني.

الانسجة الطلائية The epithelial tissue

الأنسجة الطلائية وهي الأنسجة التي تغطي السطح الخارجي للجسم كما تغطي الأعضاء الداخلية والشرايين والأوردة الدموية. ومن المعروف ان الانسجة الطلائية مستقطبة مثل les entérocytes وبدراسة الغشاء السيتوبلازمي لخلايا الطلائية نجده ينقسم إلى جزئين : 1) مجال نهائي أوفوقي apical : وهوالجزء الأكثر تخصصاً لأنه يحتوي على غالبية البروتينات الضرورية لاداء الوظائف النوعية للاعضاء ( مثل الهضم, امتصاص المواد القيتية الضرورية للنمو....). 2) مجال سفلي- جانبي: يحتوي على البروتينات التي تتدخل في السيرورة الاساسية للخلايا( وقد تكون مستقطبة أوغير مستقطبة);

النسيج الضام The connective tissue

وهي نوع من الانسجة التي تقوم بربط الانسجة الطلائية بالأنسجة المتنوعة مثل النسيج العضلي والنسيج العصبي.

وتتصنف إلى ـ نسيح ضام اصيل ونسيج ضام هيكلي فاما النسيج الضام الاصيل فهويتكون من ستة انسجة اخرى وهي (الفجوي ، الليفي ، المرن ، الشبكي ، الدهني ، المخاطي )

وأما النسيج الضام الهيكلي فهوينقسم الا قسمين ( عظم وغضروف ) وينقسم العظم إلى( كثيف واسفنجي ) ويغلف بغشاء ليفي واما الغضروف إلى (غضروف شفاف ومرن وليفي ) يغلف بـ السمحاق

الانسجة العضلية The muscular tissue

وهي الانسجة التي تكون العضلات وتساعد في الحركة وغيرها من الوظائف.

الانسجة العصبية The nervous system

وتكون الجهاز العصبي في الكائن البشري.

صبغات المعمل الشائعة

الصبغة	الاستعمال الشائع	النواة	Cytoplasm	كرات الدم الحمراء	ألياف الكولاجين	تصبغ بالتحديد
Haematoxylin	General staining when paired with Eosin	Blue	N/A	N/A	N/A	Nucleic acids - Blue blue eER (ergastoplasm) - Blue
Eosin	General staining when paired with Haematoxylin	N/A	Pink	Orange/Red	Pink	Elastic fibers - pink, reticular fibers - pink
Toluidine blue	General staining	Blue	Blue	Blue	Blue	Mast cells granules - purple
Gomori's trichrome stain	Connective and muscle tissue	Gray/Blue	Red	Red	Green	Muscle Fibers - Red
Masson's trichrome stain	Connective tissue	Black	Red/Pink	Red	Blue/Green	Cartilage - Blue/green, Muscle fibers - Red
Mallory's trichrome stain	Connective tissue	Red	Pale Red	Orange	Deep Blue	Keratin - Orange, Cartilage - Blue, Bone matrix - Deep Blue, Muscle fibers - Red
Weigert's elastic stain	Elastic fibers	Blue/Black	N/A	N/A	N/A	Elastic fibers - Blue/Black
Heidenhains'azan trichrome stain	Distinguishing cells from extracellular components	Red/Purple	Pink	Red	Blue	Muscle fibers - Red Cartilage - Blue, Bone matrix - Blue
Silver stain	Reticular fibers, Nerve fibers	N/A	N/A	N/A	Reticular fibers, Brown/Black Nerve Fibers - Brown/Black
Wright's stain	Blood cells	Bluish/Purple	Bluish/Gray	Red/Pink	N/A	Neutrophil granules - Purple/Pink Eosinophil granules - Bright Red/Orange Basophil granules - Deep Purple/Violet Platelet granules - Red/Purple
Orcein stain	Elastic fibres	Deep Blue	N/A	Bright Red	Pink	Elastic fibres - Dark Brown Mast cells granules - purple Smooth Muscle - Light Blue
Periodic acid-Schiff stain (PAS)	Basement Membrane, Localising carbohydrates	Blue	N/A	N/A	Pink	Glycogen and other Carbohydrates - Magenta

التقنيات النسيجية

تعدّ دراسة النسج الحية أكثر أهمية من وجهة النظر البيولوجية، ذلك لأنها تسمح بفهم الحالة الطبيعية للنسج والخلايا المدروسة. إلا حتى ذلك يصطدم بالكثير من العقبات، ما يجعل الباحثين يلجؤون إلى دراسة النسج المثَبَّتة، إذ يتم تثبيت النسج ثم إجراء المقاطع وتلوينها ثم فحصها بالمجهر، مع المحافظة قدر الإمكان على النسج في حالة قريبة من وضعها الطبيعي.

1ـ دراسة النسج الحية: يمكن ملاحظة الخلايا الحية بوضعها بين صفيحة وساترة زجاجيتين، في وسطها الطبيعي أوفي وسط قريب منه مثل السائل الفيزيولوجي، وذلك لتقييم بعض وظائفها مثل حركة الحيوانات المنوية أوقياس تواتر ضربات الأهداب الخلوية أودراسة الانجذاب الكيمياوي في الخلايا المتنوعة. وتُستخدم في هذه الدراسات ملونات حيوية تسمح بتقييم حيوية الخلايا مثل أزرق التربتان مثلاً، أولإظهار بعض المكونات مثل الأحمر المعتدل الذي يُظهر فجوات البلعمة الخلوية.

كما تسمح طرائق الاستنبات الخلوي بدراسة الخلايا الحية في الزجاج in vitro في وسط سائل، أوعلى حامل يمكنها الالتصاق به، مثل علب الاستنبات الخلوي البلاستيكية البوليستيرية الشائعة الانتشار في مخابر الأبحاث الفهمية وفي المخابر الطبية لأغراض تشخيصية.

2ـ دراسة الخلايا والنسج المثبتة: ويتم فيها اغتال العيّنات المدروسة ثم تضمينها في مادة تسمح بتحضير المقاطع المجهرية ليصار إلى تلوينها وإعدادها للدراسة بالمهجر الضوئي أوالإلكتروني. وفيما يأتي المراحل التقنية المتبعة في ذلك:

أـ الدراسة باستخدام المجهر الضوئي: تتبع المراحل الآتية: 1ـ التثبيت بالفورمول 2ـ التضمين بالبارافين 3ـ تحضير المقاطع المجهرية 4ـ التلوين.

1ـ التثبيت fixation: ترمي هذه المستوى إلى اغتال الخلايا قتلاً سريعاًً مع المحافظة على بنية العيّنات المدروسة وصلابتها، وإبقائها في حالة أقرب ما يمكن إلى الحالة الحية، إذ يتم إيقاف جميع الملوثات الميكروبية والحيلولة دون الانحلال الذاتي لمكونات العيّنة. والمثبتات المستخدمة هي محاليل كيميائية تُرَسِّب المواد البروتينية، ما يؤدي إلى موت الخلايا. والمواد المثبتة الأكثر استعمالاً هي الكحول الإيتيلي وسائل بوان Bouin وهوخليط من الفورمول وحمض البيكريك (حمض المر)، وحمض الخل وأملاح المعادن الثقيلة أومزيج من هذه المواد. ويعدّ الحمض الأوسمي ذا استعمال خاص أيضاً. لكل من هذه المثبتات ميزات سلبية وأخرى إيجابية، حيث إذا المُحَّضر الناتج قد يعكس مظاهر شكلية غير موجودة في النسيج الحي ويجب أخذ ذلك في الحسبان.

وتختلف المدة اللازمة للتثبيت باختلاف حجم العيّنة المدروسة (بضع ساعات لبترة نسيجية صغيرة إلى عدة أسابيع في حالة دماغ بشري كامل).

2ـ التضمين inclusion: ترمي هذه المستوى إلى تحضير مقاطع رقيقة ومنتظمة. ولذلك ما إذا تنتهي عملية التثبيت حتى يجب تضمين العيّنة في مادة نصف صلبة مثل البارافين أوالراتنج الصناعي، بحيث يمكن الحصول على مادة متجانسة يسهل معها تحضير المقاطع المجهرية. إذا وسط التضمين الأكثر استخداماً هوالبارافين، وبما أنه كاره للماء فإنّ العيّنات (الخلايا أوالنسج) يجب حتى تخضع لعملية إزالة الماء، وذلك بغمرها في أحواض من الكحول بتراكيز تتزايد تدريجياً. في المستوى التالية ـ ولجعل بترة النسيج قابلة للامتزاج بالبارافين الذي سيعمل حاملاً للبترة ـ تُوضع العيّنات النسيجية في أحد مذيبات البارافين ـ مثل التولوين ـ قبل سكبها في البارافين المصهور بدرجة 57 ْس. وبعد التبريد يتكوَّن نطقب من البارافين الصلب وبضمنه البترة النسيجية. وفي بعض الحالات يمكن استعمال أوساط تضمين أخرى كالريزين الصناعي أوغيره.

3ـ تحضير المقاطع المجهرية: يتم الحصول على المقاطع من نطقب البارافين بوساطة المقطاع المجهري microtome. ويراوح ثخن المقاطع في الدراسات التي تستخدم المجهر الضوئي بين ثلاثة ـعشرة مكرون، وتثبت على صفائح زجاجية خاصة.

4ـ التلوين coloration: قبل حتى يتم تلوين المحضرات الموجودة على الصفائح الزجاجية، تخضع المقاطع لعملية إزالة البارافين بغمرها في أحواض من التولوين، ثم تُغطّس في أحواض من الكحول بتراكيز متناسيرة، وأخيراً في الماء المقطر.

تشتمل الملونات الشائعة الاستعمال على اثنين أوثلاثة من الملونات المتنوعة، وأكثرها استعمالاً الهيماتوكسيلين والإيوزين، إذ يُلَوِّن الأول النواة بالبنفسجي ويلون الثاني السيتوبلاسما بلون وردي. ومن الملونات الثلاثية تُذكر صبغة ماسون التي تشتمل ـ إضافة إلى الملونين السابقين ـ على ملون السافران safran الذي يلوِّن ألياف الكولاجين باللون الأصفر. وهنالك الكثير من الملونات الخاصة الأخرى التي تسمح بإظهار البنى والمكونات النسيجية.

5ـ إعداد المُحَضَّرات montage: لحفظ المقاطع حفظاًً دائماً يتم من حديث إزالة الماء من المقاطع وذلك بوضعها في أحواض من الكحول بتراكيز متزايدة، ثم توضع المقاطع في التولوين حيث تمتلئ جميع الفراغات الواقعة بين جزيئات المواد البروتينية بهذه المادة ذات قرينة الانكسار القريبة من قرينة انكسار البروتينات. وأخيراً يتم تثبيت المقاطع الملونة بين الصفيحة الزجاجية والساترة تثبيتاً نهائياً في مادة بلسم كندا اللاصقة، أوالريزين الصناعي، وهي مواد لها قرينة انكسار مساوية لقرينة انكسار الصفيحة الزجاجية حاملة العيّنة. إلى غير ذلك يُحْصَل في نهاية هذه الطريقة على محضرات مجهرية يمكن فحصها بالمجهر الضوئي.

ب ـ الدراسة الخلوية أوالنسيجية باستخدام المجهر الإلكتروني: تم إبّان الحرب العالمية الثانية تصميم المجهر الإلكتروني، الذي يَستَخدم، عوضاً عن حزمة الضوء المرئي حزمةً من الإلكترونات، تُوَجَّه وتُرَكَّز على العيّنة المدروسة بوساطة حقول مغنطيسية، ويُنْظَر إلى صورة الجسم المفحوص على لوحة تصوير حساسة. إذا القوة الفاصلة résolution للمجهر الإلكتروني تساويعشرة أنغستروم تقريباً، ما يسمح بالحصول على صور دقيقة لأشد عضيات الخلية صغراً ومعظم أنواع الفيروسات.

1ـ التثبيت: يتم التثبيت هنا باستخدام الفورمول المعتدل ثم الحمض الأوسمي osmic acid.

2ـ التضمين: وينجز في الراتنج الصناعي من نوع الإيبون épon، وذلك بعد إزالة الماء بتغطيس المقاطع النسيجية في الكحول وفي أكسيد البروبلين.

ـ تحضير المقاطع الرقيقة جداً: تُحضَّر المقاطع الرقيقة جداًً باستخدام ما يُعهد بفوق الميكروتوم ultramicrotome، وهويسمح بالحصول على مقاطع من القوالب الجاهزة المشتملة على النسيج المدروس، رقيقة جداً ثخنها نحو80 نانومتراً، توضع على شبكات نحاسية.

ومن الجدير بالذكر حتى هذه الميكروتومات العالية الدقة نفسها تمكن من الحصول على مقاطع نصف رقيقة semiـ fin، بحيث يمكن دراستها بالمجهر الضوئي كي تساعد الباحث على اختيار المنطقة النسيجية المراد دراستها بالمجهر الإلكتروني. وتُستخدم هنا أسيتات اليورانيل لحل معضلة التباين في البروتينات النووية: النواة، النوية، الريبوزومات. وتُستخدم أملاح الرصاص، مثل سيترات الرصاص لإظهار تباينات الأغشية.

3ـ التقنيات الكيمياوية الخلوية والنسيجية

تلوين المقاطع في أحواض زجاجية

تهدف هذه التقنيات إلى الكشف عن بعض المكونات الخلوية اعتماداً على التفاعلات الكيمياوية الإنزيمية المتنوعة. ويُذْكَر من التقنيات الرئيسة الشائعة الاستخدام:

ـ تقنيات الكيمياء النسيجية والكيمياء الخلوية: تمثل هذه التقنيات طرائق خاصة في الكشف عن بعض المواد الخاصة في النسج والخلايا المدروسة، وذلك اعتماداً على تفاعلات كيمياوية حيوية تسمح بإظهار المكونات المتنوعة لهذه النسج في المسقط in situ. قد تكون هذه المكونات ليبيدات أوسكريات أوبروتينات أوحموض نووية أومعادن ثقيلة، ومثال ذلك الكشف عن الغليكوجين والگليكانات البروتينية والموسينات mucines في تفاعل شيفSchiff بأكسدة بعض السكريات المتعددة بالحمض فوق اليودي، ما يؤدي إلى ظهور اللون الأحمر. ومثال آخر عن آليات الكشف عن الحموض النووية هواستخدام اختبار براشيه Brachet، وذلك بوضع المقاطع في ملون يشتمل على أخضر الميتيل الذي يلون الدنا DNA، والبيرونين الذي يلون الرنا RNA. ويجب إعداد محضرات شاهدة في هذا الاختبار. وتُخْضَع المحضرات المدروسة لتأثير إنزيمة الريبونكلياز RNAـ ase التي تحطم الرنا بشكل نوعي. وبعد تلوين جميع المحضرات، يجب ملاحظة اختفاء اللون الناتج من البيرونين في المقاطع المعالجة بالريبونكلياز.

ـ التقنيات الإنزيمية النسيجية histoـ enzymologie: يتم في هذه التقنيات الكشف عن وجود الإنزيمات في الأنسجة كالفوسفاتاز القلوية مثلاً، وكذلك دراسة الفعالية الإنزيمية، حيث يضاف إلى العينات النسيجية المدروسة الركيزة الخاصة بالإنزيمة المعنية، فيُحْصَل على ناتج يُكْشَف عنه بظهور لون معين إثر تفاعل الإنزيم مع ركيزته النوعية.

ـ تقنيات الكيمياء النسيجية المناعية immunohistochimie: تهدف هذه التقنيات إلى الكشف في الأنسجة والخلايا عن مسقط ارتباط الضد النوعي بالبروتين الخاص به (المستضد) والذي كان السبب في توليده. ويمكن حتى تكون الأضداد النوعية أضداداً متعددة النسائل anticorps polyclonaux أوأضداداً وحيدة النسيلة anticorps monoclonaux. ويتم تحضير الأضداد بطرائق معقدة لامجال لذكرها.

ـ تقنية الكيمياء النسيجية اللكتينية lectinohistochimie: تعتمد هذه التقنية على استخدام اللكتينات، وهي بروتينات حيوانية أونباتية أوبكتيرية المنشأ، تستطيع تعرّف مركبات سكرية من المكونات الخلوية والارتباط بها، وخاصة السكريات التي تدخل في بنية الأغشية البلاسمية.

ـ التهجين في المسقط hybridization in situ: تفيد هذه التقنية في كشف موضع سلاسل الدنا DNA أوالرنا RNA وتحديدها. وتُستخدم في هذه التقنية مسابر sondes من الحموض النووية لكشف سلاسل الأحماض النووية المتممة لها في الخلايا أوفي الأنسجة وتحديدها. وتعدّ هذه التقنية آلية رائعة لدراسة التعبير الجيني، وهي قريبة من حيث المبدأ من تقنية تبصيم نورثن Northern وساوزرن Southern التي تعتمد على تهجين مسبر حمض نووي ( DNAأوmRNA الرسول) موسوم وتكون سلسلته المتممة من الأحماض النووية هي موضوع البحث، وبينما ينجز تبصيم ساوزرن ونورثن على خلاصة نسيجية فإن التهجين في المسقط يتم على مقاطع نسيجية، مما يعطي معلومات دقيقة عن موضع الحموض النووية المدروسة.

وتتم عملية الوسم باستخدام النظائر المشعة الفعالة، مثل التريتيوم H3 أوالفسفور ( P32 ـ P33) أوالكبريت S35، وتتم عملية الإظهار بالتصوير الإشعاعي الذاتي autoradiographie، كما سيرد فيما بعد.

إن طرائق الوسم وإظهار النتائج تكون متماثلة من حيث المبدأ في جميع التقنيات، إذ يتم ربط الضد أواللكتين أوالمسابر إما بـ:

ـ مادة مفلورة تعطي وميضاً أوتألقاً، مثل الفلوريسين أوالرودامين، بحيث يمكن رؤيته بمجهر التألق المناعي. وتُستخدم في ذلك مسابر مفلورة ذات تتاليات متممة لتتاليات في صبغيات مختلفة. وتُستخدم هذه التقنية في الكشف عن العيوب الوراثية المسببة للعقم، والموجودة على الصبغي Y.

ـ أوالربط بإنزيمة (البيروكسيداز أوالفوسفاتاز القلوية) ثم تُضاف الركيزة الخاصة بهذا الأنزيم أوذاك، ويؤدي التفاعل الإنزيمي إلى توليد لون يمكن ملاحظته بالمجهر الضوئي في حالة مقاطع النسج والخلايا، أويمكن قراءة النتائج بأجهزة خاصة في حالة الدراسات الجزيئية (تقنية المقايسة المناعية الإنزيمية).

ـ تقنية قياس التدفق الخلوي cytométrie en flux: تُستخدم هذه التقنية في دراسة بعض الخلايا وتحليلها مثل خلايا الدم المعلقة في البلاسما، أوخلايا معزولة من النسج. توضع الخلايا في معلق أوسائل، وتمرر سريعاً الواحدة تلوالأخرى أمام حزمة ليزرية. وتسمح هذه التقنية بقياس أبعاد الخلايا، أوتحببها (نسبة الحبيبات في سيتوبلاسماها)، أوكثافة الوسم الخلوي بملون مفلور. تُستخدم هذه التقنية في متابعة تطور السقم عند المصابين بالإيدز.

ـ التصوير الإشعاعي الذاتي النسيجي histoـ autoradiographie: تجمع هذه الطريقة بين الكيمياء النسيجية واستخدام العناصر المشعة التي تكون بجرعات منخفضة جداً وطاقتها الإشعاعية ضعيفة يمكن كشفها وتحديدها حتى على مستوى العضيات الخلوية. ويتم في هذه الطريقة وسم مقاطع نسيجية بعنصر مشع، ثم توضع فوقها لوحة تصويرية إشعاعية (فيلم حساس) مدة من الزمن وبدرجة حرارة معينة وفقاً لطبيعة الدراسة، ثم يوضع الفيلم في كاشف إشعاعي لبضع دقائق ثم في الماء المقطر للغسيل، وبعدها في مثبت إشعاعي خاص، فتظهر النتائج على شكل بقع أوعصابات سود تدل على أماكن تَوَضُّع العنصر المشع في المقاطع النسيجية المدروسة.

ويمكن الإفادة من الأشعة المنطلقة من العناصر المشعة بطريقة أخرى، إذ يمكن عن طريق قياس كمية الإشعاع بوساطة عَدّاد خاص متابعة استقلاب مادة ما يدخل في هجريبها نظير مشع، مثل قياس كمية الرنا الذي يتم هجريبه في الخلايا، إثر تزويدها بإحدى طلائع هذا الحمض موسومة بنظير مشع (اليوراسيل مثلاً). وبالطريقة نفسها تتم متابعة الانقسامات الخلوية في الدراسات الخلوية المناعية التي تُجرى على اللمفاويات التائية، وذلك بإعطائها إحدى طلائع الدنا موسوماً بعنصر مشع، مثل التيميدين الموسوم بالتريتيوم.

ويُشار إلى حتى التصوير الإشعاعي الذاتي يمكن حتى يُستخدم في مجال فهم الأنسجة الجزيئي، إذ يتم وسم الأنسجة أوالخلايا بعنصر مشع، ثم تتم حلمهتها، ويرحل الناتج على الهلام باستخدام تقنية الرحلان الكهربائي، ثم يجفف الهلام ويطبق فوقه الفيلم الحساس، وتظهر النتائج بالطريقة نفسها المذكورة أعلاه، فتدل العصابات السود على مواقع الجزيئات البروتينية الموسومة.

العلوم المرتبطة بفهم الأنسجة

Cell biology is the study of living cells, their DNA, RNA and the proteins they express.
Anatomy, is the study of organs visible by the naked eye; and
Morphology, which studies entire organisms.