SITOKIMIA: SEJARAH, OBJEK STUDI, KEGUNAAN DAN TEKNIK - BIOLOGI - 2025

The sitokimia terdiri dari serangkaian teknik yang bergantung pada identifikasi dan disposisi dari zat-zat tertentu di dalam sel. Ini dianggap sebagai cabang biologi sel yang menggabungkan morfologi sel dengan struktur kimia.

Menurut Bensley, penemu aplikasi sitologi modern, mengungkapkan bahwa tujuan dari sitokimia adalah untuk menemukan organisasi kimiawi sel untuk memahami misteri kehidupan. Serta mempelajari perubahan dinamis yang terjadi selama berbagai tahap fungsional.

1: Penyakit ekstra-mamma Paget. (Hematoxylin-Eosin) 2: plak pikun yang diamati di korteks serebral pada pasien dengan penyakit Alzheimer. (Impregnasi perak) 3: Lidah kelinci, Serat kolagen (biru). Serat otot (strip ungu). (Trichrome Masson). 4: Jaringan hati dengan degenerasi lemak. (Sudan III) 5: Hati meradang. Nekrosis. (Toluidine blue) Sumber: Wikipedia. com / Pengguna: KGH / File Domain Publik / Mohit Lalwani

Dengan cara ini, dimungkinkan untuk menentukan peran metabolik yang dimainkan oleh zat-zat ini di dalam sel.

Sitokimia menggunakan dua metode utama. Yang pertama didasarkan pada prosedur kimia dan fisika. Teknik ini menggunakan penggunaan mikroskop sebagai instrumen yang sangat diperlukan untuk memvisualisasikan reaksi kimia yang terjadi pada zat tertentu di dalam sel.

Contoh: penggunaan pewarna sitokimia, seperti reaksi Feulgen atau reaksi PAS, antara lain.

Metode kedua didasarkan pada biokimia dan mikrookimia. Dengan metodologi ini dimungkinkan untuk menentukan secara kuantitatif keberadaan bahan kimia intraseluler.

Di antara zat yang dapat terungkap dalam jaringan atau struktur sel adalah sebagai berikut: protein, asam nukleat, polisakarida dan lipid.

Sejarah sitokimia

Teknik sitokimia sejak penemuannya telah membantu untuk memahami komposisi sel, dan seiring waktu telah muncul berbagai teknik yang menggunakan berbagai jenis pewarna dengan kesamaan dan fundamental yang berbeda.

Selanjutnya, sitokimia membuka cakrawala baru dengan penggunaan substrat tertentu untuk menunjukkan secara kolorimetris keberadaan enzim atau molekul lain di dalam sel.

Demikian pula, teknik lain telah muncul seperti imunositokimia yang sangat membantu dalam diagnosis banyak penyakit. Imunositokimia didasarkan pada reaksi antigen-antibodi.

Di sisi lain, sitokimia juga menggunakan zat fluoresen yang disebut fluorokrom, yang merupakan penanda yang sangat baik untuk mendeteksi struktur sel tertentu. Karena karakteristik fluorokrom, ini menyoroti struktur yang telah dipasangnya.

Apa yang kamu pelajari?

Berbagai teknik sitokimia yang digunakan pada sampel biologis memiliki kesamaan: teknik tersebut mengungkapkan keberadaan jenis zat tertentu dan mengetahui lokasinya dalam struktur biologis yang sedang dievaluasi, baik itu jenis sel atau jaringan.

Zat ini dapat berupa enzim, logam berat, lipid, glikogen, dan kelompok kimia tertentu (aldehida, tirosin, dll.).

Informasi yang diberikan oleh teknik ini dapat memberikan panduan tidak hanya untuk identifikasi sel, tetapi juga untuk diagnosis berbagai patologi.

Misalnya, noda sitokimia sangat berguna dalam membedakan berbagai jenis leukemia, karena beberapa sel mengekspresikan enzim atau zat kunci tertentu dan yang lainnya tidak.

Di sisi lain, perlu dicatat bahwa agar penggunaan sitokimia dimungkinkan, pertimbangan berikut harus diambil:

1) Zat harus dilumpuhkan di tempat di mana zat itu ditemukan secara alami.

2) Bahan harus diidentifikasi menggunakan substrat yang bereaksi secara spesifik dengannya dan bukan dengan senyawa lain.

Utilitas

Sampel yang dapat dipelajari melalui teknik sitokimia adalah:

- Darah tepi yang meluas.

- Sumsum tulang yang diperpanjang.

- Jaringan diperbaiki untuk teknik histokimia.

- Sel diperbaiki dengan sitosentrifugasi.

Teknik sitokimia sangat mendukung di bidang hematologi, karena teknik ini banyak digunakan untuk membantu dalam diagnosis dan diferensiasi jenis leukemia tertentu.

Contoh: Reaksi esterase digunakan untuk membedakan leukemia myelomonocytic dari leukemia monositik akut.

Sediaan apus sumsum tulang dan darah tepi dari pasien ini serupa, karena beberapa sel sulit untuk diidentifikasi secara morfologis saja. Untuk ini, uji esterase dilakukan.

Pada esterase pertama, esterase spesifik bertanda positif, sedangkan esterase nonspesifik kedua positif.

Mereka juga sangat berguna dalam histologi, karena, misalnya, penggunaan teknik pewarnaan logam berat (impregnasi perak) menodai serat retikuler dengan warna coklat intens di jaringan miokard.

Teknik dalam sitokimia

Teknik yang paling sering digunakan akan dijelaskan di bawah ini:

- Penggunaan pewarna

Pewarnaan yang digunakan sangat beragam dalam teknik sitokimia dan ini dapat diklasifikasikan menurut beberapa sudut pandang:

Menurut radikal tempat mereka memiliki afinitas

Mereka dibagi menjadi: asam, basa atau netral. Mereka adalah yang paling sederhana dan paling banyak digunakan sepanjang sejarah, memungkinkan kita untuk membedakan komponen basofilik dari yang asidofilik. Contoh: pewarnaan hematoksilin-eosin.

Dalam kasus ini, inti sel berwarna biru (mereka mengambil hematoksilin, yang merupakan noda dasar) dan sitoplasma, berwarna merah (mereka mengambil eosin, yang merupakan noda asam).

Sesuai dengan warna yang mereka berikan

Mereka bisa ortokromatik atau metachromatic. Ortokromatik adalah zat yang menodai struktur dengan warna yang sama dengan pewarna. Misalnya kasus eosin yang warnanya merah dan bernoda merah.

Di sisi lain, pewarnaan metakromatik menyusun warna yang berbeda dari pewarnaannya, seperti, misalnya, toluidin, yang warnanya biru namun masih bernoda ungu.

Pewarna vital atau supravital

Mereka adalah pewarna yang tidak berbahaya, yaitu mewarnai sel dan tetap hidup. Noda ini disebut vital (misalnya tripan biru untuk pewarnaan makrofag) atau supravital (misalnya Janus hijau untuk pewarnaan mitokondria atau merah netral untuk pewarnaan lisosom).

- Deteksi lipid dengan pewarna yang larut dalam lemak

Osmium tetroksida

Ini menodai lipid (asam lemak tak jenuh) hitam. Reaksi ini dapat diamati dengan mikroskop cahaya, tetapi karena zat warna ini memiliki kepadatan tinggi, dapat juga divisualisasikan dengan mikroskop elektron.

Sudan III

Ini adalah salah satu yang paling banyak digunakan. Pewarna ini berdifusi dan larut di jaringan, terakumulasi di dalam tetesan lipid. Warnanya merah tua.

Noda hitam Sudan B

Ini menghasilkan kontras yang lebih baik dari yang sebelumnya karena mampu larut juga dalam fosfolipid dan kolesterol. Ini berguna untuk mendeteksi butiran azurofilik dan spesifik dari granulosit matang dan prekursornya. Oleh karena itu, ini mengidentifikasi leukemia myeloid.

- Pewarnaan gugus aldehida (pewarnaan Schiff asam periodik)

Pewarnaan periodic acid Schiff dapat mendeteksi tiga jenis gugus aldehida. Mereka:

- Aldehida bebas, secara alami ada di jaringan (reaksi plasma).

- Aldehida dihasilkan oleh oksidasi selektif (reaksi PAS).

- Aldehida yang dihasilkan melalui hidrolisis selektif (reaksi Feulgen).

Reaksi PAS

Pewarnaan ini didasarkan pada pendeteksian jenis karbohidrat tertentu, seperti glikogen. Asam periodik Schiff memutus ikatan CC karbohidrat karena oksidasi gugus glikolat 1-2, berhasil membebaskan gugus aldehida.

Gugus aldehida bebas bereaksi dengan pereaksi Schiff dan membentuk senyawa ungu-merah. Kemunculan warna ungu-merah menunjukkan reaksi positif.

Tes ini positif pada sel tumbuhan, mendeteksi pati, selulosa, hemiselulosa dan peptin. Sedangkan pada sel hewan, ia mendeteksi musin, mukoprotein, asam hialuronat, dan kitin.

Selain itu, berguna dalam diagnosis leukemia limfoblastik atau eritroleukemia, di antara patologi jenis mielodisplastik lainnya.

Dalam kasus karbohidrat asam, noda biru alcian dapat digunakan. Tesnya positif jika warna biru muda / pirus diamati.

Reaksi plasma

Reaksi plasma mengungkapkan keberadaan aldehida alifatik rantai panjang tertentu seperti palem dan stearal. Teknik ini diterapkan pada bagian histologis beku. Itu diperlakukan langsung dengan reagen Schiff.

Reaksi Feulgen

Teknik ini mendeteksi keberadaan DNA. Tekniknya terdiri dari menundukkan jaringan tetap ke hidrolisis asam lemah untuk kemudian membuatnya bereaksi dengan reagen Schiff.

Hidrolisis memperlihatkan gugus deoksiribosa aldehida pada hubungan deoksiribosa-purin. Reagen Schiff kemudian bereaksi dengan gugus aldehida yang dibiarkan bebas.

Reaksi ini positif di inti dan negatif di sitoplasma sel. Kepositifan dibuktikan dengan adanya warna merah.

Jika teknik ini dikombinasikan dengan methyl green-pyronine, dimungkinkan untuk mendeteksi DNA dan RNA secara bersamaan.

- Noda sitokimia untuk struktur protein

Untuk ini, reaksi Millon dapat digunakan, yang menggunakan merkuri nitrat sebagai reagen. Struktur yang mengandung asam amino aromatik akan ternoda merah.

- Noda sitokimia yang menggunakan substrat untuk menunjukkan keberadaan enzim

Pewarnaan ini didasarkan pada inkubasi sampel biologis dengan substrat tertentu dan produk reaksi selanjutnya bereaksi dengan garam diazo untuk membentuk kompleks berwarna.

Esterases

Enzim ini ada di lisosom beberapa sel darah dan mampu menghidrolisis ester organik yang melepaskan naftol. Yang terakhir membentuk pewarna azo yang tidak larut ketika berikatan dengan garam diazo, menodai tempat terjadinya reaksi.

Ada beberapa substrat dan tergantung yang mana yang digunakan, esterase spesifik dan esterase nonspesifik dapat diidentifikasi. Yang pertama hadir dalam sel imatur dari seri myeloid dan yang terakhir dalam sel asal monositik.

Substrat yang digunakan untuk penentuan esterase spesifik adalah: naphthol-AS-D chloroacetate. Sedangkan untuk penentuan esterase non spesifik dapat digunakan beberapa substrat seperti naftol AS-D asetat, alfa naftil asetat dan alfa naftil butirat.

Dalam kedua kasus, sel-sel akan berwarna merah tua ketika reaksinya positif.

Myeloperoksidase

Enzim ini ditemukan dalam butiran azurofilik dari sel granulositik dan monosit.

Deteksinya digunakan untuk membedakan leukemia yang berasal dari myeloid dari yang limfoid. Sel yang mengandung myeloperoxidases berubah menjadi kuning oker.

Fosfatase

Enzim ini melepaskan asam fosfat dari substrat yang berbeda. Mereka berbeda satu sama lain sesuai dengan spesifisitas substrat, pH dan aksi inhibitor dan inaktivator.

Di antara yang paling terkenal adalah fosfomonoesterase yang menghidrolisis ester sederhana (PO). Contoh: alkali fosfatase dan asam fosfatase, serta fosfamidase yang menghidrolisis ikatan (PN). Ini digunakan untuk membedakan sindrom limfoproliferatif dan untuk diagnosis leukemia sel berbulu.

- Pewarnaan trikromik

Mallary-Azan Trichrome

Mereka berguna untuk membedakan sitoplasma sel dari serat jaringan ikat. Sel berwarna merah dan serat kolagen berwarna biru.

Trichrome Masson

Ini memiliki kegunaan yang sama dengan yang sebelumnya tetapi, dalam hal ini, sel-selnya berwarna merah dan serat kolagen menjadi hijau.

- Pewarna yang menodai organel tertentu

Janus Green

Ini secara selektif menodai mitokondria.

Garam perak dan asam osmat

Menodai badan Golgi.

Toluidine biru

Menodai tubuh Nissi

Garam perak dan PAS

Mereka menodai serat retikuler dan lamina basal.

Orcein dan fuchsin resorcin

Mereka mewarnai serat elastis. Dengan yang pertama mereka diwarnai coklat dan dengan yang kedua biru atau ungu.

- Teknik lain yang digunakan dalam sitokimia

Penggunaan zat fluorescent atau fluorochromes

Ada teknik yang menggunakan zat fluoresen untuk mempelajari lokasi suatu struktur dalam sel. Reaksi ini divisualisasikan dengan mikroskop khusus yang disebut fluoresensi. Contoh: Teknik IFI (Indirect Immunofluorescence).

Deteksi komponen seluler dengan imunositokimia

Teknik ini sangat berguna dalam pengobatan karena membantu mendeteksi struktur sel tertentu dan juga mengukurnya. Reaksi ini didasarkan pada reaksi antigen-antibodi. Contoh: Teknik ELISA (Enzyme Immuno Assay).

rekomendasi

- Penting untuk menggunakan noda kontrol untuk mengevaluasi kinerja pewarna yang baik.

- Apusan segar harus digunakan untuk menjalani pewarnaan sitokimia. Jika tidak memungkinkan, harus dilindungi dari cahaya dan disimpan pada suhu 4 ° C.

- Perhatian harus diberikan agar fiksatif yang digunakan tidak mempengaruhi secara negatif bahan yang akan diselidiki. Dengan kata lain, harus dicegah agar tidak bisa mengekstraksi atau menghambatnya.

- Waktu penggunaan fiksatif harus diperhatikan, karena umumnya hanya berlangsung beberapa detik, karena memaparkan apusan lebih lama ke fiksatif dapat merusak beberapa enzim.

Referensi

1. "Sitokimia." Wikipedia, ensiklopedia gratis. 30 Jun 2018, 17:34 UTC. 9 Jul 2019, 02:53 Tersedia di: wikipedia.org
2. Villarroel P, de Suárez C. Metode Impregnasi Logam untuk Studi Serat Retikuler Miokard: Studi Komparatif. RFM 2002; 25 (2): 224-230. Tersedia di: scielo.org
3. Santana A, Lemes A, Bolaños B, Parra A, Martín M, Molero T. Sitokimia asam fosfatase: pertimbangan metodologis. Rev Diagn berbagai. 200; 50 (2): 89-92. Tersedia di: scielo.org
4. De Robertis E, De Robertis M. (1986). Biologi seluler dan molekuler. Edisi ke 11. Editorial Ateneo. Buenos Aires, Argentina.
5. Alat klasik untuk mempelajari biologi sel. TP 1 (bahan pelengkap) - Biologi Sel. Tersedia di: dbbe.fcen.uba.ar