$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Sinusoidalne komórki śródbłonka wątroby (LSEC) są wysoce zróżnicowanymi komórkami śródbłonka, które wyściełają ścianę sinusoidy wątrobowej. LSEC są perforowane okienkami, które są nieprzepomierzone, transkomórkowe pory o średnicy 50-250 nm. Do 20% powierzchni LSEC jest pokryta fenestracjami, które zwykle występują w grupach od dziesiątek do setek zwanych płytkami sitowymi1-3 (ryc. 1). Fenestracje umożliwiają przenoszenie osocza i nanosubstratów między krwią a hepatocytami, tworząc wysoce wydajny system ultrafiltracji. Stolarki są dynamicznymi strukturami - zarówno ich wielkość, jak i liczba mogą ulegać zmianie w odpowiedzi na różne stany fizjologiczne, leki i choroby. Na przykład okienka są większe u osób na czczo niż w stanie nakarmionym4; 2-di-jodoamfetamina zwiększa liczbę okien; 5,6 i zmniejszenie wielkości i liczby okien na komórkę występuje w starzeniu się i wielu stanach chorobowych7-13. Dokładny pomiar wielkości i liczby okien jest ważny dla zrozumienia, w jaki sposób na morfologię LSEC wpływają różne stany chorobowe, toksyczne i fizjologiczne; ich wpływ na czynność wątroby; oraz do opracowywania interwencji terapeutycznych modulujących fenestrację1.
Badanie okien jest trudne. Średnica okien leży poniżej rozdzielczości konwencjonalnej mikroskopii świetlnej, więc wcześniej możliwa była tylko obserwacja za pomocą mikroskopii elektronowej zarówno w nienaruszonej tkance wątroby, jak i hodowanych LSEC. Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) jest najczęściej używany do badania wielkości, częstotliwości i porowatości okien (procent błony LSEC, która jest perforowana przez fenestracje), ponieważ SEM pozwala na obserwację dużych obszarów powierzchni śródbłonka i pomiar tysięcy, jeśli nie dziesiątek tysięcy okien. Pomimo jego użyteczności, wyniki badań opartych na SEM dla parametrów LSEC, takich jak wielkość, liczba, częstotliwość i porowatość okien, różnią się znacznie w literaturze (tabela 1).
Okienka i płyty sitowe są delikatnymi strukturami, które kurczą się, pękają, rozszerzają lub łączą podczas przygotowywania próbek, dlatego konieczne jest staranne przetwarzanie, aby zachować ich integralność. Podwyższone ciśnienie perfuzji14; nieprawidłowa osmolarność utrwalacza i15; niewystarczające utrwalenie lub czas utrwalenia; i szybkość odwadniania i suszenia po utrwaleniu to obszary przetwarzania SEM, które mogą wytwarzać artefakty zakłócające zachowanie ultrastruktury (ryc. 2). Utrata okien ("defenestracja") i kurczenie się okien może wystąpić w wyniku słabego mocowania, co skutkuje zmniejszeniem średnicy okien i porowatości komórek. Metody poprawy konserwacji próbek do analizy SEM zostały opisane wcześniej 15-17 i zostaną omówione tutaj wraz z dodatkowymi wskazówkami, jak poprawić konserwację próbek. Głównym celem konserwacji próbki jest usunięcie krwi z sinusoid, tak aby można było uwidocznić powierzchnię LSEC i uniknąć uszkodzenia LSEC przez wysokie ciśnienie lub opóźnione utrwalenie. Cała perfuzja utrwalacza w wątrobie przez żyłę wrotną jest preferowaną metodą zespolenia wątroby. Jak opisano szczegółowo w innym miejscu,16,18 perfuzja musi być przeprowadzana pod niskim ciśnieniem (np. 10 cm H20), aby uniknąć artefaktów perfuzji związanych z ciśnieniem i uszkodzenia LSEC, zwykle objawiającego się dużymi przerwami w błonie komórkowej. Jednak rozsądną fiksację można często uzyskać za pomocą perfuzji igłowej biopsji wątroby od ludzi i zwierząt, jak opisano szczegółowo w innym miejscu19. Technika ta polega na bezpośrednim wstrzykiwaniu utrwalacza do tkanki, aż krew zostanie wypłukana z próbki, a tkanka stanie się twarda i utrwalona. Utrwalenie próbek do mikroskopii elektronowej musi być wykonane tak szybko, jak to możliwe po ustaniu przepływu krwi, aby zapobiec zmianom ultrastrukturalnym zachodzącym w wyniku niezwykle szybkich procesów autolitycznych w wątrobie.
Prezentujemy również metodę analizy obrazu, która minimalizuje włączenie artefaktów i standaryzuje pomiar okien. Różnice w doborze sinusoid do mikrofotografii, analizie obrazu artefaktów oraz pomiarze powierzchni komórek pod kątem porowatości i częstotliwości fenestracji doprowadziły do poważnych rozbieżności w opublikowanych wynikach. Ustandaryzowane podejście do oceny i pomiaru okien oraz minimalne wymagania dotyczące prezentacji danych nie zostały jasno omówione w literaturze4,10,20-31.