Algemene Cel- en Weefselleer
Microscopische technieken
Met een moderne lichtmicroscoop kunnen details waargenomen worden die 0,2 μm van elkaar
verwijderd zijn. De vergroting is ongeveer 1000x. Het opvoeren van de resolutie wordt beperkt door
het aantal en kwaliteit van lenzen, maar ook door de golflengte van de straling die gebruikt wordt
om het beeld te creëren. Elektronen hebben een golflengte die 100.000 keer kleiner is dan die van
het licht, wat verklaart dat een elektronenmicroscoop een betere resolutie heeft. Daarnaast kunnen
elektronen met magnetische en elektrische velden beïnvloed worden zoals licht wordt beïnvloed
door spiegels en lenzen. De resolutie van een elektronenmicroscoop kan 0,1 nm bereiken met een
vergroting van meer dan een miljoen keer.
De lichtmicroscoop
Tegenwoordig worden vaak samengestelde
lichtmicroscopen gebruikt. Die hebben twee lenzen.
Het beeld dat door de eerste lens wordt gevormd,
wordt dus vergroot door de tweede lens om zo een
betere vergroting te krijgen.
Resolutie en vergroting
De uiteindelijke vergroting van een beeld is het
product van de individuele vergrotingen van de
objectief- en oculaire lenzen. Belangrijk bij een
microscoop is de resolutie, het vermogen om twee
details van elkaar te onderscheiden. Zoals eerder
gezegd is die bij lichtmicroscopen 0,2 μm. De resolutie
is te berekenen door de golflengte van de belichting te delen door het numerieke apertuur van de
objectieflens. Dus hoe hoger de numerieke apertuur, hoe beter de resolutie zal zijn. Ook is een zo
klein mogelijke golflengte van belang. Vergroting heeft dus niks te maken met resolutie.
Effect van belichting op resolutie
Om een lichtmicroscoop correct te gebruiken, moet het belichtingssysteem altijd ingesteld zijn om
maximale helderheid toe te laten. Een lage belichtingsintensiteit zorgt voor een kleinere resolutie.
Dit omdat dan de golflengte van het licht groter wordt (verschuiving naar de rode kant van het
spectrum), wat zoals eerder geconstateerd, zorgt voor een lagere resolutie. Ook moet een
blauwfilter gebruikt worden om de lange golven zoveel mogelijk weg te filteren.
Om de lichtintensiteit toch te beperken zonder de resolutie aan te tasten, moeten grijsfilters
gebruikt worden. Deze filters worden ND-filters genoemd en zijn uitgedrukt in stops. Een one-stop
ND filter reduceert het licht met 50%.
Voorbereiding van het preparaat
Op een preparaat zal over het algemeen een weefselsnede liggen. Dit is weefsel dat gefixeerd wordt
in (meestal) formaldehyde. Fixatie is nodig om vertering van het weefsel tegen te gaan. Vervolgens
wordt het weefsel gespoeld, gehydrateerd in baden met een oplopende concentratie ethanol en
tenslotte ingebed in paraffine. Het daaruit resulterende weefselblokje wordt in een microtoom
geplaatst. Dit is een apparaat dat zeer dunne schijfjes van het weefselblokje afsnijdt, in het geval van
een lichtmicroscoop 2 tot 7 μm dik.
,De coupe komt op een draagglaasje opgevangen. De paraffine wordt weggehaald met xyleen,
waarna het weefsel in een waterig milieu gebracht wordt en gekleurd wordt. Kleuring is nodig om
contrast te creëren omdat weefsel normaal gezien ongeveer dezelfde brekingsindex heeft als glas en
dus nauwelijks zichtbaar zou zijn onder de microscoop. Een vaak gebruikte kleuring is HE-kleuring,
wat bestaat uit hematoxyline en eosine. Hematoxyline zal binden aan zuur materiaal, zoals de nuclei.
Na kleuring wordt de coupe weer gehydrateerd en vervolgens ingesloten met een
inbeddingsmedium. Pas dan is het klaar om gebruikt te worden.
De elektronenmicroscoop
Op de figuur rechts is het principe van een gewone
elektronenmicroscoop weergeven. Het elektronenkanon (EK) is de
stralingsbron. Vanuit hier wordt het object getroffen door een fijne
elektronenbundel. De door het object doorgelaten elektronen worden
door het diafragma doorgelaten en komt op het objectief in het
tussenbeeldvlak (TB) terecht. Daar creëert het een reële afbeelding van
het object. Het projectief is een derde elektromagnetische lens dat een
eindbeeld op het fluorescerend scherm (FS) werpt.
Om dit proces goed te laten werken, moet het plaatsvinden in een
vacuüm, aangezien de elektronen anders op gasmoleculen zouden
botsen.
Het verkregen beeld is lichtzwak en heeft weinig contrast. De
verlichtingssterkte kan niet zomaar vergroot worden, omdat dat het
preparaat kan beschadigen. Waarneming gebeurt dus vaak met
beeldbewerkingstechnieken.
Overige microscopietechnieken
Fasecontrastmicroscopie
Deze techniek wordt gebruikt bij het bekijken van levende cellen. Dit omdat er geen kleurstoffen
gebruikt worden en kleurstoffen vaak cytotoxische eigenschappen hebben. Golven die door het
preparaat heengaan hebben dus geen verschillende intensiteit, maar wel een verschillende fase. Dit
kan met het blote oog niet waargenomen worden, maar wel met kunstmatige
helderheidsverschillen.
Donkerveldmicroscopie
Kenmerkend voor deze techniek is dat er geen direct licht uit de condensor op het objectief valt,
maar dat alleen door objectstructuur afgebogen en verstrooid licht zorgt voor de beeldvorming.
Delen zonder structuur zullen er dus donker uitzien.
Polarisatiemicroscopie
Dit wordt gebruikt wanneer objecten herhalende structuren hebben. Biomedisch gezien is deze
techniek dus beperkt, maar het wordt vooral in de mineralogie en geologie gebruikt.
Differentiaal-interferentie-contrast (DIC)
Dit wordt net zoals gebruikt als fasecontrastmicroscopie, maar is beter bij dikkere preparaten en
grotere brekingsindexverschillen. De techniek komt het best tot zijn recht op ongekleurde
preparaten.
,Histologie
Epithelen
Er zijn drie soorten epithelen. Ten eerste bedekkende epithelen. Deze epithelen bedekken
oppervlakten en lijnen lichaamsholtes af, dus ze bedekken ook de oppervlakten van lumen. Dit om
het onderliggende weefsel te beschermen. Daarnaast zijn ze ook het eerste contactpunt voor de
opname van stoffen. Ze reguleren de opname en afgifte van stoffen.
Andere epithelen zijn klierepithelen. Zoals de naam suggesteert, vormen ze klieren. Sommige
kenmerken van deze epithelen komen overeen met de kenmerken van bedekkende epithelen.
Ten slotte zijn er ook nog een aantal gespecialiseerde epithelen.
Epitheel bestaat uit één of meerdere lagen epitheelcellen. Deze epitheelcellen komen in grote
aantallen voor en sluiten erg nauw op elkaar aan. Zodanig dat de spleten met extracellulaire matrix
nauwelijks aanwezig zijn en niet te zien zijn door een lichtmicroscoop.
Onder het epitheel ligt altijd bindweefsel strictu sensu, de lamina propria, met daartussen het basale
membraan. Dit membraan verbindt de twee. Aangezien epitheel makkelijk beschadigd, lopen er
nooit bloedvaten doorheen. Deze bloedvaten lopen in plaats daarvan door de lamina propria.
Voedingsstoffen moeten naar de epitheelcellen diffunderen.
Epitheelcel
Een van de belangrijkste delen van een epitheelcel is het cytoskelet. Een belangrijk eiwit daarvan is
keratine. Keratine wordt geproduceerd in alle epitheelcellen, maar het verschilt per epitheelcel welk
type keratine aangemaakt wordt. In de cellen vormt de keratine keratine-filamenten, ook wel
intermediaire filamenten genoemd. Keratine komt ook van pas in het proces van keratinisering en
verhoorning.
Epitheelcellen zijn gepolariseerd, wat betekent dat ze verschillende
gebieden hebben die functioneel verschillend zijn. De zijde die naar het
basaal membraan gekeerd is, is de basale zijde. De kant naar het lumen
toe is de apicale zijde. De zijkanten die in verbinding staan met de andere
epitheelcellen zijn de laterale zijden.
Apicale zijde
Deze zijde staat vooral in voor de opname en heeft dan ook veel
verschillende soorten oppervlaktespecialisaties. Vooral microvilli hebben
hiermee te maken. Dit zijn korte uitstulpingen van het celmembraan die
zorgen voor oppervlaktevergroting. Stereocilia zijn langere microvilli die
een bepaalde zintuigfunctie hebben. Cilia (trilharen) zorgen voor een slagbeweging. Ze bewegen
allemaal in dezelfde richting, zoals in de trachea. Ten slotte zijn er ook nog flagellen. Deze
oppervlaktespecialisaties komen vaak voor bij eenlagig epitheel.
Laterale zijde
Hier zijn drie verschillende soorten oppervlaktespecialisaties. Ten eerste celjuncties, waarin drie
categorieën te onderscheiden zijn. Ten eerste occulents, die ervoor zorgen dat stoffen niet
doorgelaten worden. Daarnaast adherens, die ervoor zorgen dat cellen aaneengesloten zijn en ten
, derde nexus, die zorgen voor de communicatie. Een andere oppervlaktespecialisatie zijn de
desmosomen (ook wel macula adherens genoemd). Ten slotte zijn er nog Cell Adhesion Molecules.
Basale zijde
Het basale membraan hecht de epitheelcel aan het onderliggende bindweefsel. Het basaal
membraan is zelf niet echt zichtbaar onder een lichtmicroscoop, maar eigenlijk is het opgebouwd uit
lagen. Ten eerste de lamina basales, wat grenst aan het epitheel, die ook de elementen voor deze
laag maken. Dit bestaat uit de lamina lucida, bovenop, en de lamina densa. Vanuit die laatste lopen
dunne fibrillen naar het bindweefsel, waar ze zich verankeren in de collageenweefsels die daar
aanwezig zijn. Zo is het basale membraan verankert met het bindweefsel, de lamina reticularis. In
het epitheel zelf is een half desmosoom, een hemidesmosoom. Daarmee is het verankerd aan het
basale membraan. Het basale membraan is dus de lamina basales samen met de lamina reticularis.
Bedekkende epithelen
Deze epithelen beschermen vooral het lichaam. Daarnaast doen ze ook aan absorptie en excretie, al
maken ze geen secreet aan. Hierin is nog een speciale groep, de myoepitheelcellen, die zorgen voor
contraheren.
Classificatie
Bedekkende epithelen worden ingedeeld op vorm en de manier waarop ze gelaagd zijn. Ten eerste
de vormen. Er zijn drie vormen te onderscheiden: plaveisel, kubisch en cilindrisch. Plaveisel is
afgeplat, waarbij de apicale en basale zijdes dus het langste zijn. Bij kubische cellen zijn alle zijdes
even lang en bij cilindrische cellen zijn de laterale zijdes het langst. Dit kan natuurlijk enkel bepaald
worden wanneer de doorsnede
loodrecht op het basale
membraan gemaakt is. Vanaf de
oppervlakte gezien, zijn alle
epitheelcellen polygonaal.
Dan gaat de indeling op het aantal cellagen. Ten eerste is er één lagig, waarbij alle cellen op het
basale membraan steunen. Dan is er pseudomeerlagig. Deze cellen zijn eenlagig, ze steunen dus
allemaal op het basale membraan, maar de kernen bevinden zich op verschillende niveau’s, wat de
indruk van meerlagig geeft. Ten slotte kunnen ze meerlagig zijn. Hierbij liggen er meerdere cellagen
boven elkaar.
Eénlagig epitheel
Als er maar één laag cellen is, wordt diffusie vergemakkelijkt. Dit is vooral het geval bij éénlagig
plaveiselepitheel. Plaveiselepitheel wordt gekenmerkt doordat de kern uitpuilt naar het lumen toe.
Dit is ook te zijn bij bloedvaten, omdat die aan de binnenkant afgelijnd zijn met éénlagig
plaveiselepitheel, wat endotheel heet omdat het niet in contact staat met de buitenwereld. Het
heeft zijn eigen specifieke eigenschappen. Ook worden sommige organen afgelijnd met éénlagig
plaveiselepitheel. Dit heet dan mesotheel, zoals bijvoorbeeld bij het peritoneum.
Eénlagig kubisch epitheel komt veel voor bij afvoergangen en klieren terwijl éénlagig cilindrisch
epitheel voorkomt bij grote activiteit. Ze hebben vaak oppervlaktespecialisaties of een gewijzigde
structuur. Hierin kunnen ook slijmbekercellen gevonden worden.
Pseudomeerlagig epitheel
Slijmbekercellen komen ook veel voor in psuedomeerlagig epitheel. Daarnaast komen er ook
gecilieerde cellen en basale vervangcellen in voor. Deze zullen allemaal op het basale membraan
