Histokurs – cytologi

Kondensorlinsens spak er der for at vi skal kunne fremheve kontraster og styre detaljer (større åpning = fler detaljer). Om vi lukker blenderen får vi bedre kontrast (og dybdeskarphet) men færre detaljer. Stort sett vil det ikke lønne seg med mindre vi ønsker å se på f.eks. tverrstriper i muskulatur som vanligvis ikke er så tydelige. Dybdeskarphet har med at linsen har maksimal skarphet i midten av synsfeltet som gradvis avtar. Når blenderen blir mindre blir området som er “relativt” skarpt større. Ergo, bedre dybdeskarphet.

Når vi er nede på 40x er det ikke alt som er skarpt samtidig. Da må vi skru litt på kondensorlinsen avhengig av hva vi vil se på (kan også se hva som ligger over og under i planet, dybde).

Fibroblaster i bindevevet deler seg og blir små (etter at de har produsert bindevevsfibrene).

Motornevroner i nervevev har en ekstra stor (nesten hvit) cellekjerne. Skarpt avfarget nukleolus fordi det skjer stor produksjon av ribosomer (og mRNA + rRNA i cytoplasma).


ForeleserErik Dissen

Cellen i mikroskopet

Observasjon er viktig. Om ikke naturlig: still systematiske spørsmål!

  • Er cellene like store?
  • Har de lik form?
  • Har de like skarp farge?
  • Hva med nukleus?

Celler med mye aktivitet (f.eks. replikasjon) har større cellekjerner og avfarges derfor lysere fordi DNA’et er spredt utover et større område. I lungene har epitelvevet cilier (flimmerhår).

Hvor tykke er snittene?
5-10 µm

Hvordan lager de?

  • Fiksering (aldehyder), f.eks. formaldehyd
    For at vevet ikke skal degradere
  • Etanol-xylene-gradient
    Stigende konsentrasjon av etanol (50% –>) som er litt fettløselig og ende opp i en xylene-løsning (organisk, aromatisk løsningsmiddel).
  • Forstøpning (i parafin)
    For at vevet skal bli stivt nok til å skjære i. Parafinvoksen er fettløselig og vil ikke trenge inn i vevet fordi det er vandig. Vi må få vannet ut og parafinet inn. Derfor: etanol-xylene-gradient.

For at vi skal kunne se strukturer må vi farge preparatet. Vi kan ikke farge det i parafinvoks fordi fargestoffene ofte er vannløselige. Da går vi tilbake samme vei i motsatt retning og ender opp i en vandig buffer.

  • Eosin
    Rød
    Farger positive ladninger
    Proteiner er positivt ladde (nesten alle har både positive og negative ladninger, aminosyrene er negativt ladd f.eks.). De pleier å ta litt rød og litt blå farge.
  • Hematoksylin
    Blå
    Farger negative ladninger
    DNA og RNA er syrer (negativt ladd, protolysert) og farges derfor kraftig blått.

Grunnen til forskjellig strukturfarging: kjemi. Cellekjernen er typisk overveiende blå og cytoplasmaen rød. Hematoksylin og eosin kalles for H+E-farger. Lipider har ikke ladning og farges ikke med H+E. De fikseres heller ikke særlig godt med aldehyd og løses opp i vaskeprosessen (etanol-xylene-gradient). 

Ved bruk av elektronmikroskop er snittene ~100nm tykke. Da farges vevene med tungmetaller (f.eks. uran) og vises i svarthvitt. 

Det vi trenger til histologi:

  • En frisk og uthvilt mentalitet
  • Noe å tegne med

ForeleserErik Dissen

Ressurser
Presentasjon

Syre/base, buffere

En anabolsk reaksjon reduserer og en katabolsk øker energi. Et kovalent bindingsbrudd kan enten være homolytisk eller heterolytisk.

  • Homolytisk
    Elektronene i elektronparbindingen blir likt fordelt mellom atomene (som da blir frie radikaler med uparet elektron).
  • Heterolytisk
    Elektronene i elektronparbindingen blir ulikt fordelt mellom atomene (som da hender at blir ioniserte (anion, kation), spesielt ved tidligere dipoler, altså om det er tilstrekkelig stor forskjell på elektronegativiteten til atomene. Elektronene vil da følge det mest elektronegative atomet).

Hvordan dannes friradikaler?

  1. Initiering
    Cl* angriper stoff
    H, homolytisk bindelsescleavage
    H til Cl* → HCl
  2. Propagering
    AH* nytt radikal
    Angriper Cl2 og får nytt radikal
  3. Terminering
    To radikaler med hverandre

Katabole reaksjoner er oksidative. De oksiderer molekyler og reduserer oksygen. Å splitte et O2-molekyl er farlig for kroppen (som skjer ved mange oksidasjonsreaksjoner i kroppen). O2-molekylet mister et elektron og blir et hyperoksid (O2-*) –> Hyperoksidet mister et elektron og danner hydrogenperoksid (H2O2) –> Hydrogenperoksidet mister et elektron og danner *OH. Jo mer aktiv en mitokondrie er jo flere radikaler dannes det (spise mindre?). Ioniserende stråling fører til dannelsen av frie radikaler i kroppen som (blant annet) kan mutere DNA. Immunceller bruker radikaler for å kjempe mot fremmede agenser (bakterier). Det er derfor kronisk betennelse er alvorlig fordi kroppen da angriper sine egne celler (med radikaler) “unødvendig” Deontologi: som en misinformert strategisk bombing (fortsatt moralsk forsvarlig?). 

Syrer og baser (i vann)

  • Syre
    Spalter av H+ (proton)
  • Base
    Absorberer H+ (proton)

Magesaften (sur: 0.7 – 3) nøytraliseres av bukspytt (basisk: 7.6 – 8) i tynntarmen. Syrer og baser har ikke pH-verdier, men pKA og pKb. Hvis en syre er i en løsning med lavere pKa-verdi vil det ikke avgi H+ (i en løsning med “sterkere syrepotensiale”). En skrythals vil ikke skryte når det er en større skrythals i nærheten. Aspirin (det aktive middelet, acetylsalisylsyre, er en syre) f.eks. vil ikke avgi H+ i magen (pg.a. magesaft med lavere pKa). Den vil derfor kunne diffusere gjennom plasmamembranen til celler fordi den er upolar uten å ha avgitt H+. I cellen er det høyere pKa og aspirinen vil aktiveres, men fordi den avgir H+ i cellen vil den bli polar og dermed miste evnen til å trenge tilbake gjennom plasmamembranen. Det er derfor aspirin har mange bivirkninger. Dette kalles en syrefelle. Denne egenskapen er god for betennelser fordi betent vev er relativt surere (siktemekanisme).

Ved hyperventilering forstyrrer vi kroppens buffersystem fordi vi mister CO2. Da får vi det som heter respiratorisk alkalose (blodet blir mer basisk). Det er derfor det hjelper å puste i en pose. Når vi trener eller anstrenger oss fysisk kjemper kroppen mot alkalosen (blant annet) ved å hyperventilere (+ melkesyre i musklene). Det finnes wagnerseminarer (konserter) hvor folk induserer alkalose sammen. Er det gøy? Kanskje verdt å prøve ut. Foreleser anbefaler det i hvertfall ikke.


ForeleserHesso Farhan

Bindinger og grupper

Tautomeri
Det hender at en ketogruppe i basisk miljø vil “miste” et hydrogen slik at karbonet får negativ netto ladning. Dobbeltbindingen til oksygenet vil da veksle mellom O=C-C og O-C=C. H+ som er fritt i løsningen vil da kunne hoppe til O og danne en hydroksylgruppe: HO-C=C. Dette kan danne midlertidige mutasjoner (i f.eks. DNA) som blir ordnet opp av mekanismer i kroppen. Ketotautomeri skjer så sjeldent at kroppen vanligvis klarer å ta hånd om det.

Vann
Vann er en dipol og danner en rettlinjet binding O-H-O (korteste avstand fra A –> B). Viktige egenskaper:

  1. Høyt kokepunkt
  2. Løsemiddel for polare molekyler

Hormoner  i kroppen er for det meste vannløselige (unntakene er f.eks. østrogen som er fettløselig). Celler er isolert fra vann ved en hydrofob lipidmembran. Hvordan funker hormonene om de ikke kan trenge inn i cellen? Jo, ved reseptorer på overflaten.

Det at vann ikke løser upolare molekyler er viktig for f.eks. folding av proteiner. Vann vil avstøte proteiner mot hverandre slik at de blir “tvunget” til å samhandle selv om det ikke er en faktisk, fysisk binding som holder dem sammen.

Alkan → alkanol → alkanal → alkansyre

Aromatisk

  • Lukter alltid
  • Vekslende dobbeltbindinger (annenhver)
  • Ikke særlig reaktive pg.a. dobbeltbindinger
  • Hydrofobiske og kan bindes sammen fint (basis for DNA)

Alifatisk

  • Lukter aldri
  • C og H sammen i “rette” kjeder
  • Reagerer lett og er derfor brannfarlige pg.a. enkeltbindinger

Medisiner er ofte en racemisk miks av to (enantiomer) speilbildeisomerer av et stoff. Det finnes to typer ibuprofen: S og R. S-ibuprofenet er den isomeren som gir oss effekten vi ønsker. R-ibuprofen er ikke aktivt, men kan vi være sikre på at det ikke finnes andre bivirkninger? Altså: tenk på kiralitet før du gir ut medisiner!


ForeleserHesso Farhan

Ressurser
Presentasjon
Opptak

Immunsystemet

Immunologi er involvert i nesten alt. Immunsystemets hovedrolle er beskyttelse av kroppen mot fremmede legemer (og dermed holde oss friske). Den enkleste forsvarsmekanismen er å lage hull i plasmamembranen ved hjelp av komplementsystemet. Kroppen har ~50 komplementproteiner som lages i leveren og er vanligvis er i inaktiv form (i plasma). Det øyeblikket det skjer en skade (/ invasjon) aktiveres komplementene som raskt dreper fremmedlegemene som strømmer inn. Våre egne celler er beskyttet av eget komplementlag. Celler som ikke har det laget blir angrepet. 

C2-defekt er en tilstand som gjør at enkelte kan mangle ett av de 50 proteinene i kroppen. Da klarer ikke immunforsvaret like godt å lage hull i plasmamembraner. Vanligvis vil man da få hjernebetennelse. Dette er skummelt fordi hjernen i utgangspunktet har liten plass i kraniet. Komplementer spiller en rolle når vi lager betennelse, så å mangle et komplement gjør forsåvidt og at betennelsen blir mindre (sånn sett “gunstig”).

Cellen
Cellen inneholder mange forskjellige organeller. Den kan svelge andre celler ved kreativ bruk av plasmamembranen. Inni cellen har vi lysosomer som da kan bryte ned / resirkulere den absorberte fremmedcellen. Jo større organisme man er, jo flere og større fiender har man og jo flere gener behøver man til forsvaret. 

Antistoffets struktur
En felles fot og to armer

Hvorfor to armer?
Fordi mikrober, stort sett encellede (prokaryoter), har få gener. Utsiden av et virus har et gjenkjennbart mønster som går igjen. Dette utnytter antistoffet seg av for å binde seg til virusets overflate. Et antistoff kan binde seg til to virus (pg.a. to armer). Etterhvert vil det danne seg klumper pg.a. f.eks. et annet antistoff binder seg til et av de samme virusene som det første. En stor klump med virus kommer seg ingen vei og klarer heller ikke å infisere noen celler. Antistoffer kan ha flere enn to armer, men alltid minst to (f.eks. har IgG to armer, men IgM ti). 

Det er uendelig mange virus som kan produseres (altså ubegrenset variasjon). Hvordan klarer kroppen å lage antistoffer for alle disse (og holde tritt med utviklingen)? Svar: et antistoff kodes ikke bare av ett gen. Et antistoff produseres på mange måter som module mobiler. Ulike serier med gener produserer ulike biter av antistoffet. Vi har biter som er med i alle antistoffer (M & G), små biter (J ~10, D ~2-3), og V (~50). Kroppen setter disse bitene tilfeldig sammen og bygger antistoff. Ikke alle virker, men noen vil det siden vi har så mange kombinasjonsmuligheter. En annen viktig mekanisme er måten et antistoff kan tilpasse seg. Vi har B-celler i beinmargen som produserer antistoffer. Hver enkelt B-celle produserer sin egen type antistoff (altså mange millioner B-celler med hvert sitt antistoff). Ergo har vi ikke mange B-celler av hver sort. Til sammen har vi kanskje bare to B-celler (veldig underdrevet) som passer for en infeksjon. Disse er naturligvis ikke nok. Når et antistoff binder seg til et virus vil B-cellen få signal om å dele seg. Dette tar et døgn. Dattercellene vil “arve” antistoffet med små variasjoner. Før delingen skrus det på en mutasjonsmekanisme i morcellen som gjør at det for hver celledeling vil skje små tilfeldige endringer i antostoffoppbygningen (litt andre reseptorer). Det skjer mye mer mutasjon her enn i andre somatiske celler. Antistoffet modnes i løpet av de neste dagene. Denne prosessen gjør at antistoffet “skreddersys” Vi kaller hele dette systemet for det tilpassede immunforsvaret.

Ordet immun kommer av betydningen å være fritatt for byrder. Vi sier at diplomater har diplomatisk immunitet. På samme måte kaller vi de som ikke blir syke for annen gang av samme sykdom for immune. Etter at vi har hatt en infeksjon blir vi immune fordi immunforsvaret har hukommelse. Vi vet ikke helt hvordan hukommelsessystemet fungerer. Teori: B-cellene som produseres i en immunreaksjon vil leve lenge som “memoryceller” Hukommelsescellene vil raskt begynne å dele seg igjen ved ny infeksjon av samme art. Antistoffer drar til spesielle antistoff-fabrikker i plasmaceller (masse ER). Noen plasmaceller har ekstremt lang levetid (enkelte steder finner vi plasmaceller fra vi var barn). Forskere har forsket på om det går an å transplantere plasmaceller som en måte å spre immunitet på. Det tar ~ en uke fra vi er infisert til immunforsvaret har gjort jobben sin. 

Det er viktig for immunforsvaret å vite hva som er kroppen og hva som er resten.
For å få til dette er det satt på plass forskjellige kontrollmekanismer. En ting er om viruset er utenfor cellene, men når viruset har klart å trenge seg inn er det ikke synlig for antistoffet lenger. For å oppdage disse har alle celler et slags “utstillingsvindu” på overflatene deres. Dette skjer ved at MHC-molekyler (i mennesket HLA) drar biter av viruset opp til overflaten. Molekylene inneholder kroppens egne proteiner og andre ting. Disse gjenkjennes av reseptorer på T-cellene på liknende måte som for antistoff. Vi har mange ulike typer T-celler med mange forskjellige reseptorer. På denne måten klarer kroppen å identifisere infiserte celler. 

I kroppen har vi to typer immunforsvar: medfødt og tilpasset. Disse samarbeider.

Spørsmål:
Fører B-cellenes forhastede mutasjon til kreft?
Finnes det et maks antall B-celler? Ja.
Nesten alle B-cellene som produseres ved en immunreaksjon må resirkuleres fordi kroppen er stappfull av immunceller fra før. Lymfeknutene hovner opp (ved infeksjon) og blir små igjen fordi cellene dør.


ForeleserAnne Spurkland

Ressurser
Resyme

Muskel/skjelett

Litt reklamering
Det er ikke bestandig lett for en fersk student å fatte hva som er vesentlig i anatomiboka. Foreleser anbefaler derfor å kjøpe hjelpeboka hans.

Bevegelsesapparatet
I både armer og ben er det kraftige vertikalstilte knokler som tyder på at vi tidligere har gått på alle fire. Vi finner mange slike likheter mellom over- og underekstremitetene. Når vi roterer armene legger knoklene seg over hverandre, men det gjør de ikke i benene.

Det finnes mange typer knokler i kroppen:

  • Rørknokler
    Hos voksne er disse (til dels) hule benrør. Barnas rørknokler er helt solide. Etterhvert som skjelettet vokser, danner det seg hulrom. Ytterste ledd i lillefingeren og lilletåen er rørknokler selv om de er veldig små. De vertikalstilte knoklene i ekstremitetene er også rørknokler.

Den aller største knokkelen i kroppen er lårbenet, på latin: femur. Den er litt “klønete” konstruert da den har en hals som danner en vinkel på ~110-120 grader med skaftet. Det er klart at sjansen for å brekke knokkelen derfor er stor, særlig om bensubstansen svekkes slik som skjer med alderen. Allerede fra 20-årsalderen begynner vi å tape benmasse. Enkelte som lider av benskjørhet kan brekke et ben bare de hoster. I håndflaten og fotsål b.la. har vi små terningformede ben som griper i hverandre med en viss bevegelighet som gir fjæring. 

Skjelettet i kroppen er delt inn i ulike kategorier. En av dem er de uregelmessige knoklene:

  • Ryggvirvel
    Har en bæreflate, virvellegeme, som tar seg av belastning.
    Har en styrende ryggflate sånn at to og to virvler kan bevege seg med hverandre. Disse er relativt stive, men siden det er så mange ryggvirvler kan vi bøye oss ganske mye likevel. Ryggvirvlene griper i hverandre med fasettledd. Vi burde passe på når vi gjør ufysiologiske, patologiske (unormale) bevegelser. Kroppen vil ikke fungere på en annen måte enn det naturen har tenkt for seg (diskuterbart). Fra virvellegemet finner vi utstikkende tagger: to tverrtagger og en ryggtagg/torntapp/spinosus i midten. Det er ryggtaggen vi ser under huden. Ryggraden har en svai når vi ser den fra siden. Den går litt innover og er konkav. Spedbarn har ikke denne svaien. Vi mistenker at den utvikles for å gi kroppen ekstra fjæring etterhvert som vi begynner å gå på to ben. Lidelser som gjør at pasienter har “unormal” form på ryggraden har egne navn. Dersom den f.eks. er skjev forfra, kaller vi den skoliose. Viktige begreper som har med ryggvirvelen å gjøre: lordose – konveks svai, kyfose – konkav svai. I en vanlig kropp finner vi to kyfoser og en lordose. En interessant observasjon er at disse svaiene igjen forsvinner når vi blir eldre. Ryggen blir flat akkurat som hos spedbarn. Underkjeven blir mindre også.
  • Hieros av gresk betyr både stor og hellig. Da munker skulle oversette greske tekster til latin valgte de den sistnevnte tolkningen og det er derfor vi i dag har noe som heter et “kors”ben. Det er trolig at de opprinnelige forfatterne mente hieros som i betydningen “stor”
  • Ansiktsskjelettet regnes også som en del av de uregelmessige knoklene.
    Skalletaket består av knokler som beskytter hjernen. Disse er plane knokler / flate knokler med en tykkelse på ~1mm hos spedbarn, men som blir tykkere med alderen. Tykkelsen avhenger, men skalletaket til en voksen pleier å ligge rundt ~1cm. Skallen til en eldre tåler mer enn en yngre person. Skallebenene henger sammen via. suturer, altså ledd ledd som griper i hverandre som tenner i et tannhjul. Disse suturene henger sammen ved hjelp av bindevev som etterhvert forbenes langsomt. Fra 50-årsalderen vil de lukke seg og når man er 80 er alt generelt bare ben.

Bihuler
En vanlig person har fire typer bihuler. Disse er ikke medfødt, men utvikles i 5-6-års-alderen. Har de noen funksjon? Det vet vi ikke sikkert. Det vi vet er at formen på bihulene varierer med etnisitet. I arktiske områder har de små, nesten ikke-eksisterende bihuler, mens i Afrika har de svære. Kan det være en sammenheng der?

  • Pannebihule
    Unik, nesten ingen to mennesker som har nøyaktig lik pannebihule
  • To kjevebihuler
    En på hver side av nesen
  • Den sfenoidale bihulen
    Bak neseryggen mellom ørene
  • De etmoidale bihulene
    Mange små “luftposer” på hver side av neseryggen

Før oppdagelsen av penicillinet var alvorlige ørebetennelser mye farligere. Om det ikke gikk over av seg selv, kunne det ødelegge ben og la pusset trenge inn i den sfenoidale bihulen videre til hjernen og gjøre at pasienten utviklet hjernehinnebetennelse. Den vanligste behandlingsmetoden var da å meisle opp ørehullene. Om eldre har et ordentlig søkk ved øret kan det være interessant å spørre om de har hatt en ørebetennelse da de var yngre.

Benets oppbygning
I et ben finner vi ytterst en tynn benhinne vi kaller periosten. Denne kan danne nye ben og inneholder nerver. Benet selv på den andre siden inneholder nesten ingen, så smerten vi føler når noen sparker oss i leggen kommer hovedsakelig fra periosten. Den er festet fast ved mange små røtter som har boret seg lenger inn. Musklene henger fast i periosten og henger så godt at om vi utsettes for krefter som river den løs, kan det hende en bit av knokkelen følger med. Bak periosten finner vi et kompakt lag vi kaller substantia compacta. Tykkelsen på det kompakte laget kan variere stort. Unge fysisk aktive mennesker, særlig unggutter, har ofte et veldig tykt kompakt lag dersom de trener. Likeså har inaktive folk generelt svake knokler. Helt innerst finner vi en svampete, spongiøs, substans av rød beinmarg. Jo eldre vi blir, jo tynnere blir substantia compacta og jo lettere er det å brekke et ben.

Knoklene er utformet slik at det inni finnes tynne benspirer som følger knoklenes trykk- og strekklinjer. Dette sparer mye på vekt samtidig som det bevarer kraften. Et vanlig skjelett veier typisk mellom 8 og 10 kg. Hadde knoklene vært helt gjennomkompakte, kunne de veid kanskje 100. Disse tynne benspirene kaller vi trabekler

Leddtyper
Bevegelsene vi er i stand til er avhengig av leddenes form. Musklene kan bare trekke seg sammen i en rett linje.

  • Ekte ledd, synovialledd, diatroser
    Mellom knoklene finnes brusk og en synovialvæske som virker smørende. Vi finner denne typen ledd der det er relativt stor bevegelighet. Leddet er omgitt av en bindevevskapsel som holder endene sammen. Innsiden av bindevevskapselen er kledd med en spesiell hinne som produserer synovialvæsken og kalles synovialhinnen.
  • Uekte ledd, synatroser (av gresk, syn → sammen)
    Knoklene henger sammen ved et “lim” som enten er brusk eller bindevev. Slike ledd er lite bevegelige.
  • Sadeledd
    Knoklene griper seg i hverandre og har bevegelighet i to akser.
    Eksempel: tommel
  • Hengselsledd
    Dette er den vanligste typen ledd og består av en sylinder som danner en leddflate. Leddet kan bare bøyes og strekkes.
    Eksempel: albue

Leddene har noe vi kaller ligamenter, altså bindevev, som støtter dem. I skulderen er ligamentene slakke, noe som gjør at vi har det lettere for å få den ut av ledd. I hengselsleddene har vi sideligamenter / kollaterale ligamenter som er like stramme hele tiden. Dette forhindrer f.eks. at fingeren kan bevege seg sidelengs. Ligamenter er altså også en annen faktor som kan bestemme bevegelsene til kroppen. F.eks. kan ligamentene ligge som en spiral rundt et ledd som ved hofteleddet. Når vi bøyer hofta fremover blir ligamentene slakke, men motsatt andre vei. Dette er grunnen til at vi kan bøye hoften mye lenger fremover enn bakover.

Leddfestene mellom lårbenet og tibia / skinnbenet er ikke helt kongruente, men kroppen er “lur” nok til å danne brysk mellom for å fylle uoverenstemmelsene.

Typer muskler (bl.a.)

  • Spindelformede
  • Flate
  • Vifteformede
  • Fjærformede

Selv musklene er bygget opp forskjellig. Dette kan sees gjennom et mikroskop. En tverrstripet muskulatur består av sarkomerer som kan trekke seg sammen (maks ½). Hver av sarkomerene består av små bynter med proteiner. En type protein (myosin) har kroker som kan hektes fast i andre proteiner (b.la. aktin). Vi trenger både et fast og et bevegelig punkt når musklene trekkes sammen.

Vær beredt på nyrene til neste gang!


ForeleserPer Holck

Ressurser
Presentasjon