Microscopía

CAPÍTULO 1
LA HISTOLOGÍA. LIMITACIONES PARA EL ESTUDIO DE LAS CÉLULAS Y TEJIDOS.

1.2.-Limitaciones para el estudio de las células y tejidos

1.3.-Unidades de medida empleadas en microscopía

1.4.-Dimensiones de las células y sus constituyentes

1.1.-Histología: Definición:
La Histología (del griego histós "tejido") es la ciencia que estudia todo lo referente a los tejidos que conforman un individuo, tomando en consideración su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. La Histología también se ha denominado anatomía microscópica.

La Biología Celular es una rama de la Citología que estudia más específicamente las células, en lo que atañe a su estructura, composición química y las funciones que se derivan de ella; así como también el funcionamiento de los sistemas celulares y sus mecanismos de regulación y control.

Uno de los principales objetivos de la Histología moderna es permitirle al estudiante la comprensión de la estructura microscópica de las células, tejidos y órganos, al mismo tiempo que se relaciona la morfología con la función e incluyendo aspectos de biología celular y molecular (1).

Todos los seres vivos están constituidos por células, pequeños compartimientos que contienen sustancias químicas en una solución acuosa y delimitados por una membrana. Las células están compuestas a partir de moléculas, dispuestas en diferentes niveles de organización y al cooperar entre ellas conforman los organismos vivos, desde los más simples hasta los más evolucionados, como el ser humano.

1.2.-Limitaciones para el estudio de las células y tejidos:
Las células son muy pequeñas y complejas, características éstas que dificultan observar su estructura y descubrir su organización molecular y más difícil aún, comprender el funcionamiento de sus diversos constituyentes. Lo que podamos conocer de las células dependerá de los instrumentos disponibles y adecuados para observar y analizar, tanto células individualizadas (Biología Celular) como los tejidos y órganos (Histología). Las técnicas de laboratorio son cada vez más específicas y actualizadas; de allí que para familiarizarse con los conceptos, es necesario conocer los métodos empleados para el estudio de las células y tejidos.

Una célula animal típica, cuyo diámetro aproximado puede estar entre los 10 y 25 micrómetros (µm), es mucho más pequeña que una partícula que pueda ser observada a simple vista por el ojo humano. Se tuvo que esperar entonces a principios del siglo XIX la aparición de instrumentos ópticos, buenos microscopios fotónicos, para descubrir que los tejidos vegetales y animales estaban constituidos por agregados de células, independientes desde el punto de vista estructural, pero interrelacionadas funcionalmente.

Las células no son solamente minúsculas, también son incoloras y translúcidas en su mayoría. Dilucidar este hecho permitió el desarrollo de un surtido de técnicas colorantes que asegurarían un contraste suficiente para poder visualizar las células en toda su estructura y complejidad, y más adelante, en el siglo XX, la observación de detalles de la ultraestructura de los componentes más finos del citoplasma, gracias al empleo de la microscopía electrónica.

La observación de las células permite estudiar principalmente la estructura; aunque también a partir de hallazgos en las micrografías, que son imágenes estáticas, se puede inferir sobre alguna actividad celular o proceso fisiológico. Las células no pueden sobrevivir si son separadas del organismo al cual pertenecen, por lo que ameritan condiciones especiales para poder subsistir o perpetuarse y de la simple observación se puede pasar a una intervención activa, tales como el aislamiento y cultivos celulares, técnicas estas que permiten obtener datos relacionados directamente con las actividades fisiológicas de las células y sus relaciones con el entorno.

1.3.-Unidades de medida empleadas en microscopía:
Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. Para determinarla se emplea el Sistema Internacional de Unidades (SI) también conocido como sistema métrico, que es el más ampliamente usado. Este sistema se originó a partir del antiguo sistema métrico decimal mks (metro-kilogramo-segundo), el cual fue mejorado. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, celebrada en Paris (26, 27, 28).

La longitud es una magnitud creada para medir la distancia entre dos puntos y su unidad es el metro. La palabra metro proviene de la palabra griega metron (µ?t???). Se representa con la letra m.

Submúltiplos del metro:
-decímetro (dm): 10-1 metros.
-centímetro (cm): 10-2 metros.
-milímetro (mm): 10-3 metros.
-micrómetro (µm): 10-6 metros.
-nanómetro (nm): 10-9 metros.
-angstrom (Å): 10-10 metros.
-picómetro (pm): 10-12 metros.
-femtómetro o fermi (fm): 10-15 metros.
-attómetro (am): 10-18 metros.
-zeptómetro (zm): 10-21 metros.
-yoctómetro (ym): 10-24 metros.

Conocer las unidades de medida de longitud es relevante para el estudiante de medicina, porque entre otras cosas, algunas de ellas se emplean en la microscopía:

• El micrómetro (µm) es la unidad de longitud equivalente a una millonésima parte de un metro, abreviado µ (plural latino: micra). También conocido como micrón.

• El nanómetro (nm) es la unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro. Utilizada además para medir las longitudes de onda de las radiaciones electromagnéticas, la luz entre ellas. Esta unidad se ha hecho importante en campo de la Nanotecnología, disciplina que estudia materiales cuyas dimensiones son en el orden de escasos nanómetros.

• El ångström (Å) es la unidad de longitud empleada principalmente para expresar longitudes de onda, distancias moleculares y atómicas. Su nombre viene dado por el físico sueco Anders Jonas Ångström. Actualmente su uso en microscopía es restringido, en cierto modo ha sido sustituido por el nanómetro.

Equivalencias:
Relaciones entre las diferentes unidades de medida empleadas en microscopía:
1 mm = 1000 µm
1 µm = 1000 nm
1 nm = 10 Å
1 Å = 0.1 nm
1 Å = 0.0001µm

1.4.-Dimensiones de las células y sus constituyentes:
¿Por qué es importante conocer el tamaño y dimensiones de las células y sus estructuras?
En el estudio histológico se hace necesario estar al tanto de las características estructurales normales de las células y tejidos que ellas conforman. La forma característica de las células, sus dimensiones, diámetros y tamaño, entre otras variables, se constituyen en puntos de referencia al momento de estudiar tejidos que presentan cambios morfológicos. Si se conoce lo normal, se estará en capacidad de identificar algún cambio en dicho patrón. Tal es el caso de la Anatomía Patológica, disciplina que estudia todos los aspectos morfológicos de las enfermedades, fundamentalmente a nivel celular y tisular. Estas transformaciones son analizadas con diversos procedimientos, que actualmente incluyen desde la visión ocular directa (macroscópica), la microscopía óptica y la ultraestructura, hasta la patología molecular.

El tamaño de la célula está relacionado con la función que ella desempeña y es una de las variables morfológicas que con frecuencia se ve afectada cuando la célula presenta alteraciones patológicas. Por ejemplo, en tejidos cancerosos se observa la hipertrofia, que consiste en un aumento en el tamaño mas no en el número de las células que forman el tejido (29). Generalmente el tamaño es constante para cada estirpe (o tipo) celular e independiente del tamaño del individuo; una célula del riñón de un humano es del mismo tamaño que la célula equivalente del riñón de un ratón; sin embargo, el riñón humano es más grande porque posee mayor número de células.

Las dimensiones de las células y sus elementos se pueden apreciar y cuantificar tanto al microscopio fotónico como al microscopio electrónico (Fig. 1-1).

Figura 1-1. Relación de tamaños según el Sistema Métrico Decimal. Algunos ejemplos de dimensiones y tamaño de las células se presentan en una escala logarítmica; se indica el tamaño de los elementos que pueden ser visualizados con los microscopios fotónico y electrónico. Modificado a partir de de Guía del Estudio Celular. El Proyecto Biológico. University Of Arizona (30).

AUTOEVALUACIÓN PARA EL CAPÍTULO 1:
1. ¿Qué es la Histología?

2. ¿Cuál es la importancia del estudio histológico de células y tejidos?

3. ¿Cuáles son las características propias de las células y tejidos que dificultan su estudio y de qué manera se pueden solventar las mismas?

4. ¿Qué es la Biología Celular y cuáles son sus aplicaciones en los estudios médicos?

5. ¿Cuáles son las unidades de medida de longitud empleadas en microscopía?

6. Cite algunos ejemplos de estructuras celulares y sus respectivas dimensiones.

LECTURAS SUGERIDAS PARA EL CAPÍTULO 1:
1. Ross, M., Kaye, G., Pawlina, W. (2005). Histología Texto y Atlas Color con Biología Celular y Molecular. (4ª ed.). Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana S.A.

2. Karp, G. Biología Celular y Molecular. 4ª ed. Mexico: Mc Graw-Hill (2006).

3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. Molecular Biology of the Cell. 4ª ed. New York: Garland Publishing (2002)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mboc4.TOC&depth=2

4. Curso Básico de Técnicas Histológicas. Cátedra de Histología, Facultad de Medicina. Universidad de los Andes.


Inicio Introducción Capítulo 1: Limitaciones para el estudio de células y tejidos Capítulo 2: Nociones básicas de óptica Capítulo 3: La imagen. Sistemas ópticos Capítulo 4: El microscopio compuesto Capítulo 5: El microscopio electrónico Capítulo 6: Técnicas especiales de microscopía Capítulo 7: Nuevas tendencias Conclusiones Bibliografía Anexos	LA MICROSCOPÍA: HERRAMIENTA PARA ESTUDIAR CÉLULAS Y TEJIDOS
	CAPÍTULO 1 LA HISTOLOGÍA. LIMITACIONES PARA EL ESTUDIO DE LAS CÉLULAS Y TEJIDOS. 1.1.-Histología: Definición 1.2.-Limitaciones para el estudio de las células y tejidos 1.3.-Unidades de medida empleadas en microscopía 1.4.-Dimensiones de las células y sus constituyentes 1.1.-Histología: Definición: La Histología (del griego histós "tejido") es la ciencia que estudia todo lo referente a los tejidos que conforman un individuo, tomando en consideración su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. La Histología también se ha denominado anatomía microscópica. La Biología Celular es una rama de la Citología que estudia más específicamente las células, en lo que atañe a su estructura, composición química y las funciones que se derivan de ella; así como también el funcionamiento de los sistemas celulares y sus mecanismos de regulación y control. Uno de los principales objetivos de la Histología moderna es permitirle al estudiante la comprensión de la estructura microscópica de las células, tejidos y órganos, al mismo tiempo que se relaciona la morfología con la función e incluyendo aspectos de biología celular y molecular (1). Todos los seres vivos están constituidos por células, pequeños compartimientos que contienen sustancias químicas en una solución acuosa y delimitados por una membrana. Las células están compuestas a partir de moléculas, dispuestas en diferentes niveles de organización y al cooperar entre ellas conforman los organismos vivos, desde los más simples hasta los más evolucionados, como el ser humano. 1.2.-Limitaciones para el estudio de las células y tejidos: Las células son muy pequeñas y complejas, características éstas que dificultan observar su estructura y descubrir su organización molecular y más difícil aún, comprender el funcionamiento de sus diversos constituyentes. Lo que podamos conocer de las células dependerá de los instrumentos disponibles y adecuados para observar y analizar, tanto células individualizadas (Biología Celular) como los tejidos y órganos (Histología). Las técnicas de laboratorio son cada vez más específicas y actualizadas; de allí que para familiarizarse con los conceptos, es necesario conocer los métodos empleados para el estudio de las células y tejidos. Una célula animal típica, cuyo diámetro aproximado puede estar entre los 10 y 25 micrómetros (µm), es mucho más pequeña que una partícula que pueda ser observada a simple vista por el ojo humano. Se tuvo que esperar entonces a principios del siglo XIX la aparición de instrumentos ópticos, buenos microscopios fotónicos, para descubrir que los tejidos vegetales y animales estaban constituidos por agregados de células, independientes desde el punto de vista estructural, pero interrelacionadas funcionalmente. Las células no son solamente minúsculas, también son incoloras y translúcidas en su mayoría. Dilucidar este hecho permitió el desarrollo de un surtido de técnicas colorantes que asegurarían un contraste suficiente para poder visualizar las células en toda su estructura y complejidad, y más adelante, en el siglo XX, la observación de detalles de la ultraestructura de los componentes más finos del citoplasma, gracias al empleo de la microscopía electrónica. La observación de las células permite estudiar principalmente la estructura; aunque también a partir de hallazgos en las micrografías, que son imágenes estáticas, se puede inferir sobre alguna actividad celular o proceso fisiológico. Las células no pueden sobrevivir si son separadas del organismo al cual pertenecen, por lo que ameritan condiciones especiales para poder subsistir o perpetuarse y de la simple observación se puede pasar a una intervención activa, tales como el aislamiento y cultivos celulares, técnicas estas que permiten obtener datos relacionados directamente con las actividades fisiológicas de las células y sus relaciones con el entorno. 1.3.-Unidades de medida empleadas en microscopía: Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. Para determinarla se emplea el Sistema Internacional de Unidades (SI) también conocido como sistema métrico, que es el más ampliamente usado. Este sistema se originó a partir del antiguo sistema métrico decimal mks (metro-kilogramo-segundo), el cual fue mejorado. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, celebrada en Paris (26, 27, 28). La longitud es una magnitud creada para medir la distancia entre dos puntos y su unidad es el metro. La palabra metro proviene de la palabra griega metron (µ?t???). Se representa con la letra m. Submúltiplos del metro: -decímetro (dm): 10-1 metros. -centímetro (cm): 10-2 metros. -milímetro (mm): 10-3 metros. -micrómetro (µm): 10-6 metros. -nanómetro (nm): 10-9 metros. -angstrom (Å): 10-10 metros. -picómetro (pm): 10-12 metros. -femtómetro o fermi (fm): 10-15 metros. -attómetro (am): 10-18 metros. -zeptómetro (zm): 10-21 metros. -yoctómetro (ym): 10-24 metros. Conocer las unidades de medida de longitud es relevante para el estudiante de medicina, porque entre otras cosas, algunas de ellas se emplean en la microscopía: • El micrómetro (µm) es la unidad de longitud equivalente a una millonésima parte de un metro, abreviado µ (plural latino: micra). También conocido como micrón. • El nanómetro (nm) es la unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro. Utilizada además para medir las longitudes de onda de las radiaciones electromagnéticas, la luz entre ellas. Esta unidad se ha hecho importante en campo de la Nanotecnología, disciplina que estudia materiales cuyas dimensiones son en el orden de escasos nanómetros. • El ångström (Å) es la unidad de longitud empleada principalmente para expresar longitudes de onda, distancias moleculares y atómicas. Su nombre viene dado por el físico sueco Anders Jonas Ångström. Actualmente su uso en microscopía es restringido, en cierto modo ha sido sustituido por el nanómetro. Equivalencias: Relaciones entre las diferentes unidades de medida empleadas en microscopía: 1 mm = 1000 µm 1 µm = 1000 nm 1 nm = 10 Å 1 Å = 0.1 nm 1 Å = 0.0001µm 1.4.-Dimensiones de las células y sus constituyentes: ¿Por qué es importante conocer el tamaño y dimensiones de las células y sus estructuras? En el estudio histológico se hace necesario estar al tanto de las características estructurales normales de las células y tejidos que ellas conforman. La forma característica de las células, sus dimensiones, diámetros y tamaño, entre otras variables, se constituyen en puntos de referencia al momento de estudiar tejidos que presentan cambios morfológicos. Si se conoce lo normal, se estará en capacidad de identificar algún cambio en dicho patrón. Tal es el caso de la Anatomía Patológica, disciplina que estudia todos los aspectos morfológicos de las enfermedades, fundamentalmente a nivel celular y tisular. Estas transformaciones son analizadas con diversos procedimientos, que actualmente incluyen desde la visión ocular directa (macroscópica), la microscopía óptica y la ultraestructura, hasta la patología molecular. El tamaño de la célula está relacionado con la función que ella desempeña y es una de las variables morfológicas que con frecuencia se ve afectada cuando la célula presenta alteraciones patológicas. Por ejemplo, en tejidos cancerosos se observa la hipertrofia, que consiste en un aumento en el tamaño mas no en el número de las células que forman el tejido (29). Generalmente el tamaño es constante para cada estirpe (o tipo) celular e independiente del tamaño del individuo; una célula del riñón de un humano es del mismo tamaño que la célula equivalente del riñón de un ratón; sin embargo, el riñón humano es más grande porque posee mayor número de células. Las dimensiones de las células y sus elementos se pueden apreciar y cuantificar tanto al microscopio fotónico como al microscopio electrónico (Fig. 1-1). Figura 1-1. Relación de tamaños según el Sistema Métrico Decimal. Algunos ejemplos de dimensiones y tamaño de las células se presentan en una escala logarítmica; se indica el tamaño de los elementos que pueden ser visualizados con los microscopios fotónico y electrónico. Modificado a partir de de Guía del Estudio Celular. El Proyecto Biológico. University Of Arizona (30). AUTOEVALUACIÓN PARA EL CAPÍTULO 1: 1. ¿Qué es la Histología? 2. ¿Cuál es la importancia del estudio histológico de células y tejidos? 3. ¿Cuáles son las características propias de las células y tejidos que dificultan su estudio y de qué manera se pueden solventar las mismas? 4. ¿Qué es la Biología Celular y cuáles son sus aplicaciones en los estudios médicos? 5. ¿Cuáles son las unidades de medida de longitud empleadas en microscopía? 6. Cite algunos ejemplos de estructuras celulares y sus respectivas dimensiones. LECTURAS SUGERIDAS PARA EL CAPÍTULO 1: 1. Ross, M., Kaye, G., Pawlina, W. (2005). Histología Texto y Atlas Color con Biología Celular y Molecular. (4ª ed.). Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana S.A. 2. Karp, G. Biología Celular y Molecular. 4ª ed. Mexico: Mc Graw-Hill (2006). 3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. Molecular Biology of the Cell. 4ª ed. New York: Garland Publishing (2002) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mboc4.TOC&depth=2 4. Curso Básico de Técnicas Histológicas. Cátedra de Histología, Facultad de Medicina. Universidad de los Andes. 5. Nanotecnología. Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007. © 1997-2007 Microsoft. http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia.htm

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