цитохимия

ЦИТОХИМИЯ

изучает распределение и содержание внутри клетки хим. соед., динамику их превращений в процессах жизнедеятельности (в т. ч. при патологии). Ц. возникла в 1-й пол. 19 в.; значительно усовершенствована и широко используется с сер. 20 в. для диагностич. целей, в медицине, биохимии и др.

Осн. методы Ц.: 1) микрохимия — выделение определенных клеточных структур (напр., митохондрий или рибосом) путем дифференциального центрифугирования и осуществление хим. анализа их состава. 2) Микроспектрофотометрия — определение веществ с помощью микроскопа-спектрофотометра непосредственно в клетке по характерному спектру поглощения (напр., нуклеиновых кислот по поглощению пуринами и пирими-динами УФ излучения). 3) Микроинтерферометрия — оценка массы клетки по сдвигу фазы поляризованного света. После экстракции определенного вещества можно измерить его содержание в клетке. Микроспектральные и интерферометрич. методы позволяют проводить хим. анализ живых клеток. 4) Цитофотометрия окрашенных клеток — качеств. и(или) количественное определение вещества в клетке путем фотометрии окрашенного продукта, который образуется при взаимодействии анализируемого вещества с красителем или др. веществом. Измерения осуществляют, используя микроскоп, монохроматор, фотоумножитель и регистрирующее устройство. Для количеств. исследований применяют также анализаторы изображений. Один из точных методов цитофотометрии — реакция Фельгена [взаимод. альдегидных групп, возникших в результате кислотного гидролиза ДНК, с фуксинсернистой кислотой (реактив Шиффа) с образованием красно-малинового комплекса, который специфически характеризует распределение ДНК и ее количество в ядре]. Активные красители (проционы) образуют ковалентные связи с разными реакционноспособными группами белков или углеводов, окрашивая клеточные структуры. В результате разл. реакций выявляются ферменты, определяется их локализация и активность. 5) Флуоресцентная микроскопия и цитофлуорометрия. Осуществляют реакцию вещества с флуоресцирующим маркером (см., напр., липидные зонды) и затем по интенсивности флуоресценции определяют количество этого вещества. 6) Авторадиография — определение локализации определенного метаболич. процесса и его интенсивности в клеточных структурах благодаря введению в организм или в среду клеточной культуры метаболитов, меченных радионуклидами, и приготовления цитоавтографа (препарата из клеток и фотоэмульсии, которую проявляют после экспозиции). 7) Иммуноцитохимия — выявление расположения определенного антигена внутри клетки путем получения комплексов между антителами, конъюгированными с красителями, и анализируемыми антигенами.

В большинстве методов Ц. может использоваться также электронный микроскоп.

Раздел Ц. — гистохимия. Теми же методами, что в Ц., оценивается распределение и содержание веществ в разных участках ткани или в органе (напр., в разл. частях печени, в сосудах и т. д.).

Благодаря развитию методов Ц. впервые были сформулированы идеи о ведущей роли нуклеиновых кислот в синтезе белка, в развитии организмов и наследственности (Б. В. Кедровский, Т. Касперсон, 30-е гг. 20 в.). В 40-х гг. методами Ц. было доказано постоянство содержания ДНК в хромосомном наборе (К. и Р. Вендрели) и на этой основе определена общебиол. значимость полиплоидных клеток (несут неск. гомологичных наборов хромосом) и выяснена важная роль клеточной полиплоидии (кратное увеличение числа наборов хромосом) в росте и развитии животных и растений. При использовании радиоактивных предшественников синтеза ДНК, гл. обр. ³Н-тимидина (К. Леблон, Л. Н. Жинкин, 60-е гг.), определены важные закономерности обновления клеточных популяций и регенерации тканей. При применении ³H-предшественников РНК и белков изучены закономерности перемещений макромолекул внутри клетки. Благодаря значит. усовершенствованию флуоресцентной микроскопии (Е. М. Брумберг, М. Н. Мейсель, 60-е гг.) определены изменения структуры хроматина, характеризующие его активность. При изучении кинетики образования клеточных белков цитохим. и биохим. методами в 60-70-х гг. открыт ритм синтеза белка. Определены др. метаболич. ритмы такой же околочасовой периодичности (концентрации АТФ и др. соед. с макроэргич. связями, полиаминов, некоторых ионов, изменение pH внутри клеток и активности мн. ферментов). В физиол. исследованиях найдены такие же ритмы дыхания организмов, частоты сердечных сокращений, активности мозга, поведения животных. В работах 80-х гг. при гибридизации ДНК клеточного ядра с клонированной ДНК определенного гена установлено положение этого гена в хромосоме.

Цитохим. методы используют в медицине, в частности, для диагностики и прогноза лечения злокачеств. опухолей.

^{Лит.: Пирс Э., Гистохимия, пер. с англ., М., 1962; Бродский В. Я., Трофика клетки, М., 1966; Введение в количественную цитохимию, пер. с англ., М., 1969; Зеленин А.В., Взаимодействие аминопроизводных акридина с клеткой, М., 1971; Роджерс Э., Авторадиография, пер. с англ., М., 1972; Агроскин Л.С., Папаян Г. В., Цитофотомстрн", Л., 1977; Иванов В.Б., Активные красители в биологии, М., 1982; Бродский В.Я.,Нечаева Н.В., Ритм синтеза белка, М., 1988.}

_{В. Я. Бродский}