CAPÍTULO 5
EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO.

Es conveniente que el estudiante de Medicina conozca las bases teóricas de la formación de la imagen en el microscopio electrónico. Este conocimiento es necesario para comprender tanto el funcionamiento del instrumento, como para la interpretación correcta de las micrografías electrónicas, así como también para la preparación de los especímenes.

Las células están constituidas a partir de sustancias químicas orgánicas e inorgánicas las cuales se organizan en diversos niveles para formar la estructura de los organoides celulares (membranas, mitocondrias, núcleo, citoesqueleto, entre otros) y permitir las funciones celulares. El poder de resolución del microscopio óptico o fotónico es de 0,2µm, y este hecho limita la observación y el estudio de la organización de los compuestos químicos celulares y los organoides. La microscopía electrónica es el único método que hace posible la toma de imágenes directas de esas estructuras a niveles supramoleculares; detalles que también son denominados con el término de ultraestructura celular. El límite o poder de resolución teórico del microscopio electrónico es de 0,2nm y esto es en parte posible gracias a un tratamiento especial al que se somete el tejido que va a ser examinado.

Desde el año 1878 se conocía que el poder de resolución del microscopio fotónico estaba limitado en parte por la longitud de onda de la luz utilizada, pudiendo ser mejorado mediante objetivos de inmersión o el empleo de luz ultravioleta (19).

La posibilidad de lograr un mayor poder de resolución no se vislumbró hasta que se realizaron dos descubrimientos científicos que fueron decisivos (20):

1. El descubrimiento de las propiedades de los electrones libres, en 1924.

2. El hallazgo de la analogía entre el efecto de una resistencia magnética sobre un haz de electrones libres y el efecto de las lentes convergentes sobre un rayo de luz, en 1926.

A partir del hecho que la longitud de onda de los electrones en movimiento es menor que la longitud de onda de la luz visible, se concibió la idea que las partículas más pequeñas (como la ultraestructura celular) podrían ser observadas con un haz de electrones enfocado con lentes electromagnéticas.

El primer microscopio electrónico fue construido y mostrado públicamente en el año 1931 por Max Knoll y Ernst Ruska (estudiante de tesis doctoral), quienes trabajaban en el High Tension Laboratory of the Technical University (Technische Hochschule), Berlín, Alemania. Ellos presentaron dos publicaciones referentes al instrumento, a la óptica de los electrones y otros conceptos. En el año 1933 presentaron otro modelo de microscopio electrónico más perfeccionado (20). Sin embargo, a pesar de los hechos, algunos atribuyen a Reinhold Rüdenberg la invención del microscopio electrónico debido a que fue la primera persona que registró la patente de invención, pero curiosamente él no aportó nada al desarrollo del instrumento. Cuando Rüdenberg introdujo la primera patente ya Knoll y Ruska habían construido el primer microscopio electrónico.

El venezolano Humberto Fernández-Morán (nacido en Maracaibo (Edo. Zulia) el 18.2.1924 y fallecido en Estocolmo, Suecia, el 17.3.1999) contribuyó al desarrollo de la técnica de la microscopía electrónica y sus aplicaciones en biología, medicina y ciencia de los materiales. Fue quien por primera vez utiliza el concepto de crioultramicrotomía, inventó el crio-microscopio electrónico y la cuchilla de diamante para el corte ultrafino de materiales biológicos y metales; así como también técnicas para microscopía electrónica (lentes superconductoras a temperatura de helio líquido en microscopios electrónicos, filamentos de punta, porta-especímenes para nitrógeno y helio líquidos). Fernández-Morán mostró las primeras micrografías electrónicas que revelaban la complejidad de la estructura de las membranas mitocondriales, definió la partícula submitocondrial en la superficie de las membranas de las crestas mitocondriales (denominadas partículas elementales o partículas de Fernández-Morán, actualmente conocidas como ATPasa) (22).

 

5.1.-Nociones elementales

 

5.2.-Técnicas de microscopía electrónica

5.2.1.-Diseño del microscopio electrónico de transmisión

5.2.2.-Diseño del microscopio electrónico de barrido

 

5.3.- Formación de la imagen en los microscopios electrónicos

 

5.4.-Poder de resolución: Aumentos

5.4.1.-Aumentos en el microscopio electrónico

 

5.5.-Preparación de los especímenes. Contraste. Aplicaciones

5.5.1.-Microscopía electrónica de transmisión

5.5.2.-Microscopía electrónica de barrido

 

5.6.-Microfotografía electrónica: Interpretación de las imágenes

 

5.7.-Semejanzas y diferencias entre la microscopía electrónica y la microscopia de luz

5.7.1.-Semejanzas

5.7.2.-Diferencias

 

 

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