background image

Medical

 

biology

Histology & cell biology 

and their methods of study

Dr. kaiser N. Madlum

Dep. of Anatomy & 

Histology 


background image

All  living  things  (or  organisms)  are  built  from 
cells

Cells: 

small

membrane  enclosed 

units  filled 

with  a 

concentrated  aqueous  solution  of 

chemicals

, and equipped with the 

extraordinary 

ability to create copies of themselves

 by growing 

and then dividing into two cells.

  Higher  organisms,  including  ourselves,  are 
communities  of  cells  derived  by  growth  and 
division from a single founder cell. 


background image

Cell biology: 

is the study of cells and their structure, function, 

and behavior.

Histology

is the study of the tissues of the body and how these 

tissues are arranged to constitute organs. 

Tissues are made of two interacting components: cells and 

extracellular matrix. The main functions of extracellular matrix 

are:

1- Provide a mechanical support for the cells,

2- Transport nutrients to the cells, 

3- Carry away catabolites and secretory products. 


background image

❖ Cells  produce  the  extracellular  matrix,  but  it  also  influenced  and 

sometimes controlled by molecules of the matrix. 

❖ Many  components  of  the  matrix  recognized  by  and  attaching  to 

receptors present on cell surfaces which are molecules that cross the 

cell  membranes  and  connect  to  structural  components  of  the 

intracellular cytoplasm. 

❖ Each of the fundamental tissues (except the central nervous system) 

is  formed  by  several  types  of  cells  and  typically  by  specific 

associations of cells and extracellular matrix. 


background image

Tissues Preparation

It  is  the  preparation  of  histological  sections  or  tissue 
slices
  that  can  be  studied  with  the  aid  of  the  light 
microscope. 

They  must  be  sectioned  to  obtain  thin,  transparent  
sections  and  then  attached  to  glass  slides  before  they 
can be examined. 

The  ideal  microscopic  tissue  preparation  should  be 
preserved  so  that  the  tissue  on  the  slide  has  the  same 
structure  and  molecular  composition  as  it  had  in  the 
body.


background image

Preparation of Tissues for Study

1- Fixation

2- dehydration 

3- clearing

4- Embedding

5-  Sectioning

6- Staining

7- Mounting

To watch the processes online, please visit: https://youtu.be/TLm37BbR1mo


background image

The basic steps used in tissue preparation for histology


background image

The basic steps used in tissue preparation for histology are:

1- 

Fixation

If a permanent section is desired, tissues must be fixed. Fixation is 

used to:

1- 

Terminate cell metabolism,

2-  Prevent  enzymatic  degradation  of  cells  and  tissues  by  autolysis 

(self-digestion).

3-  Kill  pathogenic  microorganisms  such  as  bacteria,  fungi,  and 

viruses.

4- Harden the tissue as a result of either cross-linking or denaturing 
protein molecules.


background image

One  of  the  best  fixatives  for  routine  light  microscopy  is 

formalin

, a buffered isotonic solution of 37% formaldehyde.

Due  to  high  resolution  afforded  by  the  electron  microscope,  a 

double  fixation  procedure

,  using  a  buffered 

glutaraldehyde 

solution  followed  by  a  second  fixation  in  buffered 

osmium 

tetroxide

,  is  a  standard  procedure  in  preparations  for  fine 

structural studies. 

The effect of osmium tetroxide is to preserve and stain lipids and 

proteins.


background image

Fixation by freezing

It involves the submission of the tissues to rapid freezing. 

freezing microtome (

cryostat

) is then used to section the frozen 

block with tissue. This method offers these advantages:

1- Allows the rapid preparation of sections 

2- Effective in the histochemical study of very sensitive enzymes 

or small molecules 

3-  Useful  when  structures  containing  lipids  are  to  be  studied  (no 

xylene).


background image

2-  Dehydration

The  water  is  first  extracted  by  bathing  tissue 

successively  in  a  graded  series  of  mixtures  of  ethanol  and  water, 

usually from 70% to 100% ethanol.

3- Clearing:

 The ethanol is then replaced with other solvent xylene

As  the  tissues  are  infiltrated  with  this  solvent,  they  generally 

become transparent.

4-  Paraffin  Embedding: 

Tissues  are  usually  embedded  in  a  solid 

medium to facilitate sectioning. Embedding substances gives a rigid 

consistency to the tissue. 

Embedding materials include paraffin and plastic resins

Paraffin: for light microscopy

Resins: for both light and electron microscopy. 


background image

Once  the  tissue  absorbs  the  solvent  (xylene),  it  is  placed  in  melted 

paraffin  in  an  oven,  typically  at  52–60°C.  The  heat  causes  the 

solvent to evaporate, and the spaces within the tissues become filled 

with paraffin. 

The  tissue  together  with  its  impregnating  paraffin  hardens  after 

removal from the oven. 


background image

5-  Sectioning

  :  The  hard  blocks  containing  the  tissues  are  then 

placed in the microtome and are sliced by the microtome's steel or 

glass  blade  into  sections  1  to  10  micrometers  thick,  (micrometer 

(1um) = 1/1,000 of a millimeter (mm) = 10

–6

 m). The sections are 

floated on water and then transferred to glass slides to be stained.


background image

6- Staining

Sections must typically be stained or dyed because most tissues are 

colorless

.  Most  of  these  dyes  behave  like 

acidic

  or 

basic

 

compounds and have a tendency to form electrostatic (salt) linkages 

with ionizable radicals of the tissues. 

Tissue components with a net negative charge (

anionic

) stain more 

readily  with  basic  dyes  and  are  termed  basophilic; 

cationic

 

components,  such  as  proteins  with  many  ionized  amino  groups, 

have affinity for acidic dyes and are termed acidophilic. 


background image

Basic  dyes 

like  toluidine  blue,  alcian  blue,  methylene  blue  and 

Hematoxylin stain the nucleic acids, and acid glycoproteins. 

Acid  dyes 

(eg,  orange  G,  eosin,  acid  fuchsin)  stain  the 

acidophilic  components  of  tissues  such  as  mitochondria, 

secretory granules, and collagen

Combination  of  Hematoxylin  and  Eosin  (H&E) 

is  used  most 

commonly. 

Hematoxylin  stains  DNA  of  the  cell  nucleus  and 

other  acidic  structures  (such  as  RNA-rich  portions  of  the 

cytoplasm and the matrix of cartilage) blue

. In contrast, 

Eosin 

stains other cytoplasmic components and collagen pink.


background image

background image

Medical applications 

Biopsies  are  tissue  samples  removed  during  surgery  or  routine 

medical  procedures.  In  the  operating  room  or  medical  center, 

biopsies  are  fixed  in  vials  of  formalin  for  later  processing  and 

microscopic  analysis  in  a  pathology  laboratory.  If  results  of  such 

analyses are required before the medical procedure is completed, for 

example to know whether a growth is malignant before the patient 

is closed, a much more rapid processing method is used. The biopsy 

is rapidly frozen in liquid nitrogen, preserving cell structures and at 

the same time making the tissue hard and ready for sectioning. The 

frozen  sections  are  placed  on  slides  for  rapid  staining  and 

microscopic examination by a pathologist. 




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 152 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل