ultrastructuren

Ultrastructuren verwijzen naar de fijne bouw van cellen en weefsels die met lichtmicroscopie niet zichtbaar is. Ze worden bestudeerd met elektronenmicroscopie en tonen structuren op nanometerschaal, zoals membranen, organellen en grote macromoleculaire complexen. Het onderzoek van ultrastructuren draagt bij aan het begrip van celwerking en de onderlinge organisatie van celprocessen.

De belangrijkste technieken zijn transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) en scanning-elektronenmicroscopie (SEM). TEM levert dwarsdoorsnedes van interne structuren met hoge resolutie; SEM geeft gedetailleerde beelden van oppervlakken en driedimensionale vorm. Voorbereiding omvat fixatie met aldehyden (veelal glutaraldehyde), gevolgd door osmiumtetroxide, dehydratisatie en inbedding in hars. Ultradunne snedes worden voor TEM gemaakt; voor SEM worden vaak speciale oppervlakken bestudeerd. Contrasteermiddelen zoals uranylacetaat en loodtitraat verbeteren de zichtbaarheid van lipiden en eiwitten. Artefacten door preparatie moeten in interpretatie worden meegerekend.

Veelvoorkomende ultrastructurele elementen zijn het plasmamembraan met een dubbele fosfolipidelaag en proteïnecomplexen, mitochondriale cristae, het kernmembraan met poriën, endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat, lysosomen en peroxisomen, ribosomen en het cytoskelet (microtubuli, actine en intermediaire filamenten). In weefsels komen ook intercellulaire verbindingen en vesiculair transport voor.

Toepassingen liggen in fundamenteel celonderzoek, pathologie en virologie, omdat ultrastructurale veranderingen aanwijzingen kunnen geven over functie, ziekte of virusinteractie. Ultrastructuurstudies vragen om zorgvuldige interpretatie vanwege mogelijke artefacten.