Ocena kwasu mlekowego jako nowego utrwalacza do zastosowań histologicznych i neuroanatomicznych

Dlaczego bezpieczniejsze utrwalanie tkanek ma znaczenie

Zawsze gdy lekarze lub naukowcy badają tkankę pod mikroskopem, najpierw muszą ją „utrwalić”, aby komórki nie uległy rozpadowi. Tradycyjny związek używany do tego celu, formaldehyd, bardzo dobrze zachowuje strukturę, ale jest toksyczny i wiązany z ryzykiem zachorowań na nowotwory u osób pracujących z nim na co dzień. W tym badaniu postawiono proste, lecz istotne pytanie: czy kwas mlekowy, powszechny środek konserwujący żywność, mógłby zapewnić bezpieczniejszy sposób przygotowania próbek mózgowych przy jednoczesnym zachowaniu drobnych detali, na których polegają patolodzy i badacze?

Od konserwantu spożywczego do narzędzia laboratoryjnego

Kwas mlekowy jest szeroko stosowany do utrzymania żywności, kosmetyków i produktów gospodarstwa domowego wolnych od szkodliwych mikroorganizmów. Uznawany jest za bezpieczny dla konsumentów i ma znane działanie antybakteryjne oraz właściwości konserwujące tkanki. Z tego powodu badacze sprawdzili, czy roztwory kwasu mlekowego mogą także stabilizować tkankę mózgową do standardowego barwienia mikroskopowego, skupiając się na mózgach myszy jako modelu. Porównali kilka stężeń kwasu mlekowego z obowiązującym standardem — neutralnym buforowanym roztworem formaliny — oraz z roztworem soli pełniącym rolę kontroli nieutrwalającej.

Postawienie kwasu mlekowego na próbę

Zespół zastosował dwa powszechne sposoby utrwalania tkanki mózgowej. W utrwalaniu przez zanurzenie usunięty mózg umieszcza się bezpośrednio w roztworze. W utrwalaniu perfuzyjnym roztwór jest pompowany przez naczynia krwionośne zwierzęcia przed usunięciem mózgu, co zwykle daje bardziej równomierne utrwalenie. Badacze testowali kwas mlekowy w różnych stężeniach i przez różny czas, a następnie przetwarzali próbki w zwykły sposób: zatapiali w wosku, kroili bardzo cienkie plastry i barwili standardowymi barwnikami hematoksyliną i eozyną używanymi w większości pracowni patologicznych.

Jak dobrze zachowano strukturę mózgu

W mikroskopie mózgi utrwalone formaliną wykazały najczystszą, najbardziej ciągłą tkankę z jedynie drobnymi pęknięciami, wyraźnymi zarysami komórek i dobrze zachowanymi warstwami istoty szarej i białej. Próbki z kwasem mlekowym wypadły ogólnie gorzej, szczególnie przy niskich stężeniach, gdzie tkanka wykazywała więcej przerw, luźniejsze włókna nerwowe i rozmyte detale komórkowe. Silniejsze roztwory kwasu mlekowego radziły sobie zauważalnie lepiej: najwyższe stężenia zmniejszały pękanie i utrzymywały kształty komórek w rozsądnym stopniu, chociaż istota biała, bogata w tłuszcze, pozostała bardziej krucha niż w próbkach utrwalonych formaliną. Gdy zasadowość (pH) kwasu mlekowego była neutralizowana, jego skuteczność gwałtownie spadała, co sugeruje, że jego zdolność do utrwalania tkanek zależy częściowo od zachowania właściwego kwaśnego środowiska.

Perfuza poprawia działanie kwasu mlekowego

Gdy badacze zmienili metodę z prostego zanurzenia na perfuzję przez naczynia krwionośne, działanie kwasu mlekowego uległo poprawie. Podawanie wysokoprocentowego kwasu mlekowego przez perfuzję dało plastry mózgowe z znacznie mniejszą liczbą pęknięć i wyraźniejszymi detalami komórkowymi niż próbki traktowane tylko roztworem soli, i w pewnych aspektach zbliżało się do formaliny. Mimo to formalina wciąż zapewniała najstabilniejszą istotę białą i najostrzejsze cechy jądrowe. Obserwowane wzorce wskazują na kluczową różnicę w mechanizmach działania tych związków: formalina tworzy silne sieci między białkami (wiązania krzyżowe), podczas gdy kwas mlekowy głównie denaturuje i koaguluje białka bez tworzenia tej samej trwałej struktury, przez co obszary bogate w tłuszcze są bardziej narażone podczas dalszych etapów obróbki.

Co to oznacza dla przyszłej praktyki

To badanie pokazuje, że kwas mlekowy nie może w pełni zastąpić formaliny w przypadku tkanek mózgowych, szczególnie gdy trzeba zachować najdelikatniejsze struktury. Jednak skoncentrowany kwas mlekowy, zwłaszcza podawany metodą perfuzji, potrafi zachować dużą część podstawowej architektury mózgu, przy zastosowaniu związku znacznie mniej niebezpiecznego w użyciu. W pewnych sytuacjach badawczych lub dydaktycznych, w których priorytetem jest unikanie formaldehydu i akceptowalna jest utrata drobnych detali, utrwalenie oparte na kwasie mlekowym może stanowić użyteczny kompromis między bezpieczeństwem a jakością tkanki.

Cytowanie: Venuto, M.T., Soldat-Böttcher, Z., Kleine, J. et al. Evaluation of lactic acid as a novel fixative for histological and neuroanatomical applications. Sci Rep 16, 15746 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51513-y

Słowa kluczowe: utrwalanie kwasem mlekowym, alternatywa dla formaliny, histologia mózgu myszy, konserwacja tkanek, neuroanatomia