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Cuadernillo Teórico- Práctico Citología e Histología Animal 2014
Cuadernillo Teórico- Práctico Citología e Histología Animal 2014
U.Na.M
FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES
CARRERA: PROFESORADO DE BIOLOGIA
Planificación Anual
C I T O L O G I A- E- H I S T O L O G I A
Año 2014
RESPONSABLES:
Prof. Lic. Dora Miranda Prof. Lic. Ana M. Noguera
Prof.Adscripta: Carla Duarte
Cuadernillo Teórico- Práctico Citología e Histología Animal 2014
CATEDRA DE CITOLOGÍA E HISTOLOGÍA
Profesores Responsables
Lic. Dora Miranda
Lic. Ana María Noguera
Profesora Adscripta: Carla Duarte
Dictado
Dictado cuatrimestral (15 semanas)
Carga horaria: 4Hs. Semanales
Horario de clases: miércoles de 14hs a 18 hs.
Horario de clases de consulta: a convenir con los alumnos
Fundamentación
La asignatura de Citología e Histología, tiene un carácter básico en la formación de los
alumnos del Profesorado de Biología por lo tanto los objetivos que se persiguen y las
estrategias que se plantean, tienen por único fin la formación sólida del alumno,
atendiendo a su formación como docente.
Se desarrolla según plan de estudios en el segundo año de la carrera en el primer
cuatrimestre, y está estrechamente ligada en cuanto a contenidos básicos necesarios
para ser utilizados en dos asignaturas correspondientes también al segundo año como
son: Biología Vegetal y Biología Animal.
La asignatura se divide en dos grandes bloques temáticos:
Cuadernillo Teórico- Práctico Citología e Histología Animal 2014
a) Referido a célula vegetal y animal (ha ser desarrollado profundamente debido
a que en el currículo del profesorado es el punto culminante en contenido y
observación, en laboratorio )
b) Organización de tejido vegetal y tejido animal.
Esta cátedra es la base para el desarrollo de los contenidos de asignaturas como
Biología Vegetal, Biología Animal, y Biología Humana (basadas en la organización,
función y taxonomía de los organismos).
Objetivos
Cognoscitivos y Actitudinales Generales:
Proporcionar información científica actualizada
Utilizar y desarrollar la observación, reflexión como herramientas fundamentales
en el estudio de la Citología.
Propiciar la utilización del vocabulario técnico – científico correspondiente a la
ciencia
Demostrar capacidad discursiva , explicativa como una primera herramienta en su
carrera docente
Conocer el manejo de instrumental y técnicas de laboratorio
Elaborar protocolos sencillos y didácticos a los fines de poder resolver cuestiones
prácticas en el laboratorio.
Demostrar capacidad para crear situaciones problemáticas, relacionadas a la
naturaleza para utilizarlas con fines didácticos
Objetivos Cognoscitivos Específicos:
Demostrar conocimiento de la célula vegetal y animal: morfológico, fisiológico y
molecular
Conocer las técnicas actuales para el estudio celular: como por ejemplo; PCR,
Electroforesis, Transgénesis, Cultivo in vitro- de células.
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Demostrar conocimiento en tejidos animales y vegetales
Reconocer en laboratorio, preparados de tejidos
Realizar técnicas directas para la observación de tejidos vegetales
Metodología De Enseñanza
Los estudiantes aprenden de las actividades genuinas, la metodología que utiliza la
cátedra, es constructivista y de un aprendizaje basado en problema. Este aprendizaje
se apoya en gran medida en la teoría del procesamiento de la información, la idea
central de la misma sostiene que:
-La situación de aprendizaje activa el conocimiento previo, con lo cual facilita el nuevo
aprendizaje.
-Imita las maneras en que será necesario transferir ese conocimiento a las situaciones
del mundo real
-Aumenta la probabilidad de que el estudiante recuerde y seleccione lo que está
almacenado en su memoria
El trabajo en laboratorio, con material natural (vegetal y animal), material en
imágenes (multimedia), material bajo observación de microscopio, facilitan el
aprendizaje ABP y grupal.
Carácter de la clase:
Las clases serán de tipo práctico - teórico; de aula-taller; y coloquios o exposiciones
grupales
Estrategias de Aprendizaje:
Las actividades que desarrollará el alumno para el aprendizaje comprenderán:
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Participación en las explicaciones dialogadas
Realización de predicciones comprobables con utilización de material de fácil
acceso
Realización de experiencias en laboratorio
Redacción de informe de las experiencias prácticas
Participación en un régimen permanente de consultas y estudio, ( enfoque
colaborativo) alentando la adquisición autónoma del conocimiento
Análisis de lecturas específicas, comentarios científicos, otros.
Exposición de trabajos realizados en grupo
Materiales didácticos:
Láminas, preparados permanentes, microscopio, lupa, elementos de multimedia, guía
de trabajo práctico.
Sistema de Aprobación de la Asignatura:
Alumno Regular con examen final:
Se considerará alumno regular a aquel que, cumpla con los siguientes requisitos.
Trabajos prácticos aprobados , (carpeta con trabajos al día, que será requerida
por la cátedra cuando considere necesario)
Asistencia 80 %, a clases prácticas-teóricas y coloquiales
Los alumnos tendrán dos parciales en el cuatrimestre con sus respectivos
recuperatorios, se considerará aprobado el examen que, como mínimo reúna
el 60% de respuestas correctas
El alumno que reúna todas las condiciones de regular podrá acceder al examen
final de carácter oral ante tribunal
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Alumno Libre con examen final:
Se considera libre al alumno que no reúna una de las condiciones anteriormente
explicitadas (en alumno regular).
El alumno tendrá la oportunidad de acceder al examen final, que tendrá carácter
práctico y escrito teórico, con la aprobación de ambos (con un mínimo del 80%
correcto), el alumno podrá acceder al examen oral.
Evaluaciones:
Parciales escritos
Se realizarán dos exámenes parciales escritos durante el primer cuatrimestre, cada
examen desaprobado tendrá un recuperatorio
La nota mínima de aprobación se obtendrá con el 60% de respuestas correctas sobre
100%
En citología animal se evaluara de manera oral-expositiva, se aprobara con nota 6
(seis)
Producciones grupales e individuales (*)
Informes monografías trabajos especiales (*)
(*) nota conceptual surgida de la ponderación e instancias anteriores
Desarrollo de Clases
De la asistencia y horarios:
Las clases comenzarán a horario establecido, con una tolerancia de hasta 10 minutos
(justificados). Excedido este plazo los alumnos serán considerados ausentes
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Las inasistencias a clases por enfermedad solo serán justificadas con la presentación
de certificado médico en el día de la inasistencia
Quedará a criterio del profesor aceptar justificativo médico en exámenes parciales.
Cronograma de parciales:
1mer Parcial: 07 de Mayo
Recuperatorio 1mer Parcial 14 de Mayo
2do Parcial: 25 de Junio
Recuperatorio de 2 do Parcial: 02 de julio
Entrega de carpeta de actividades: 02 de julio 2013
Cronograma de clase:
UNIDADES PROFESORAS
1° Sem. 19 Mar. 1 y 2 NOGUERA - MIRANDA
2° Sem. 26 Mar. 2 y 3 NOGUERA - MIRANDA
3° Sem. 09 Ab 4 y 5 MIRANDA – NOGUERA
4° Sem. 16 “ 6 y 11 MIRANDA – NOGUERA
5° Sem. 23 “ 7 y 12 NOGUERA – MIRANDA
6° Sem. 30 “ 7 y 13 - 14 NOGUERA – MIRANDA
7° Sem. 07 May. 1mer. Exam. Parc. NOGUERA – MIRANDA
8° Sem. 14 “ Exam recup. NOGUERA – MIRANDA
9° Sem. 21 “ 8 y 15 NOGUERA – MIRANDA
10° Sem. 28 ” 9 y 16 NOGUERA – MIRANDA
11° Sem.04 Jun. 10 y 17 NOGUERA – MIRANDA
12° Sem.11 “ 10 y 18 NOGUERA – MIRANDA
13° Sem.18 “ SEMINARIO NOGUERA - MIRANDA
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14° Sem. 25 “ 2do. Examenes Parc. NOGUERA - MIRANDA
15° Sem.02 Jul. Examenes Parc. Recup. NOGUERA - MIRANDA
BIBLIOGRAFÍA :
Esau, K. Anatomía Vegetal. Editorial Omega.
Fahn. A. Anatomía VegetaL. Editorial Blume
Raven P. Evert R,y otros; Biología de las Plantas Vol. 2 Ed. Reverte
Flores Vindas E. ; La Planta estructura y función; Vol.1 Ed. LURT
De Robertis y De Robertis (h); Biología Celular y Molecular, Ed .El ATENEO
Cortés, F. ;Cuadernos de Histología Vegetal, Ed. Marban
Carneiro y Junqueira ; Histologia Básica, Ed.
Ross,Romrell, y Kaye; Histología , Ed. Panamericana, 3ra edición
Di Fiore ; Atlas de Histología.Ed.
Alberts; Bray y otros; Biología Molecular de la Célula; Ed. Omega
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PROGRAMA ANALÍTICO.
BLOQUE I: Introducción al estudio de las celulas.
TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA CITOLOGÍA.
Evolución de los conceptos fundamentales de la citología moderna. Teoría celular, principios e implicancia. Características generales y particulares de las células. Principios
funcionales y estructurales. Células procariotas, generalidades, características propias y diferenciales.
Estructura de cubierta y adaptaciones de membrana.
TEMA 2: MÉTODOS DE ESTUDIO DE LAS CELULAS Y TEJIDOS.
A. Microscopia:
Microscopio óptico común, bases de funcionamiento, usos y aplicaciones, aprovechamiento de las capacidades ópticas.
Bases físicas de funcionamiento, usos y aplicaciones de otros microscopios ópticos: Microscopio de campo oscuro; Microscopio de fluorescencia, Microscopio de contraste de fase; Microscopio confocal.
Bases físicas del funcionamiento del Microscopio electrónico: de transmisión MET, de barrido MEB.
B. Técnicas de interés en el área cito- histológica:
Técnicas citológicas e histológicas: Fundamentos y métodos, obtención de material.
Fijación: bases físico- químicas e importancia del proceso, características de los fijadores más utilizados.
Inclusión y corte: objetivo, procedimiento. Coloración: propiedades de los principales colorantes, técnicas de
coloración más utilizadas. Montaje y conservación de preparaciones. Aplicaciones de las técnicas cito- histológicas al estudio de material animal
y vegetal. Métodos cito-histoquímicos: características, utilidad, fundamentos.
Inmunonumeración. Autorradiografía: su utilización en el estudio de marcación de moléculas y
procesos celulares dinámicos. Procesamiento del material biológico para microscopia electrónica.
Ulteamicrotomización, sombreado, tinción negativa, criofractura. Cultivo de células y tejidos. Requerimientos, condiciones básicas,
principales aplicaciones.
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TEMA 3: CELULAS EUCARIOTAS.
Células animales y vegetales: características comunes y diferenciales. Estructura general y conceptos fisio- metabólicos. Adaptabilidad y dinamismo celular. Principios bio- energéticos.
TEMA 4: ORGANIZACIÓN INTRACELULAR EUCARIOTA.
Principales elementos y organelos funcionales. Generalidades estructurales y características funcionales de: - Membrana plasmática. - Pared celular. - Retículo endoplasmático. - Aparato de Golgi. - Mitocondrias. - Plástidos. - Citoesqueleto. - Núcleo.
Relación estructura función.
TEMA 5: FUNCIONALIDAD CELULAR.
El ciclo celular normal y su relación con los fenómenos asociados al mismo. Movimiento celular y citotropismo. Procesos de membrana. Secreción constitutiva y regulada. Interacción célula- célula y fenómenos de recogimiento. Recambio y muerte celular.
BLOQUE II: Introducción al estudio de los tejidos Animales.
TEMA 6: CONCEPTOS BÁSICOS Y ORGANIZACIÓN GENERAL DE LOS
TEJIDOS ANIMALES.
Concepto de determinación y diferenciación celular. Concepto de jerarquía de los procesos celulares y moleculares de la
diferenciación celular en el espacio y en el tiempo. Histogénesis: procesos básicos involucrados en la ontogenia de los tejidos. Concepto de tejido: estudio de los tejidos desde sus propiedades
biológicas: relación estructura- función, nutrición, regeneración y renovación.
Características proliferativas de los tejidos, poblaciones celulares quiecentes, poblaciones regenerantes, poblaciones continuamente proliferantes.
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Concepto de células toti y pluri potenciales. Matriz extracelular: componentes y organización. Rol de la matriz en
procesos de diferenciación y reconocimiento celular y en el mantenimiento de la estructura y comunicación de los constituyentes tisulares.
Concepto de interfase. Citoesqueleto. Uniones celulares: Estructura y función de las uniones célula- célula y
célula- matriz. Dominios celulares e intercelulares involucrados. Tejidos básicos animales: Tejidos Conectivo, Tejido Epitelial, Tejido
Muscular y Tejido Nervioso.
TEMA 7: TEJIDO CONECTIVO.
Origen embrionario. Componentes básicos de los tejidos conectivos. Elementos celulares. Componentes intercelulares. Elementos fibrilares. Estructura y función y distribución de las fibras
colágenas, elásticas y reticulares. Matriz amorfa, características propias y funcionales de la matriz en las
variedades de conectivo. Organización estructural de los componentes del tejido conectivo. Tipos celulares: fibroblasto, células cebadas, adipocitos, células
plasmáticas, macrófagos y otras células de los tejidos especiales. Tejidos conectivos generales y especiales: tejido laxo, areolar y mucoide,
tejido denso regular e irregular.
TEMA 8: TEJIDO EPITELIAL.
Origen embrionario. Organización general. Complejos de unión. Relaciones topológicas y funcionales del tejido epitelial con el tejido
conjuntivo. Estructura y función de las membranas basales. Nutrición de los epitelios. Regeneración de los epitelios. Concepto de polaridad celular. Especializaciones de las membranas baso- laterales y apicales. Divisiones funcionales de los epitelios: Tejidos epiteliales de revestimiento y
glandulares. Epitelios de revestimiento: Clasificación. Epitelios simples y estratificados.
Correlación estructura- función. Epitelios glandulares: Glándulas exocrinas: organización, correlación
estructura- función. Glándulas endocrinas, organización, estructuras cordonales y foliculares, correlación con el tipo de almacenamiento.
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TEMA 9: TEJIDO MUSCULAR.
Origen embrionario. Características de las células de los músculos lisos, estriados, voluntarios y
cardíacos. Relación de la morfología y estructura celular con su ultraestructura. Conceptos básicos acerca de la organización ultraestructural en relación a
los mecanismos de contracción. Organización supracelular y tejido conectivo acompañante. Regeneración de los tejidos musculares.
TEMA 10: TEJIDO NERVIOSO.
Divisiones anatómico- funcionales del sistema nervioso. Sistema nervioso central y periférico. Conceptos básicos.
La célula nerviosa: Estructura y ultraestructura de las neuronas. Otras células del tejido nervioso: Microglia, astrocitos, oligodendrocitos,
células ependimarias. Microglia. Células de Schwan. Sustancia blanca y sustancia gris. Composición y correlación con las
funciones del sistema nervioso. Organización histológica de órganos del sistema nervioso central. Estructura de nervios y ganglios del sistema nervioso periférico. Relaciones topológicas y funcionales con el tejido conectivo.
BLOQUE III: Introducción al estudio de los Tejidos Vegetales.
TEMA 11: ORGANIZACIÓN GENERAL DE LOS TEJIDOS VEGETALES.
Concepto de tejido y pseudo tejido. Compartimientos tisulares: Simplasto y apoplasto. La pared celular como matriz extracelular vegetal. Uniones entre células. Tejidos vegetales básicos: ontogenéticamente las clases de tejidos de los
cormófitos, tejidos embrionales o meristemas y tejidos definitivos o adultos. Grupos vegetales representativos.
TEMA 12: TEJIDOS MERISTEMÁTICOS.
Características citológicas, localización y diferenciación de meristemas apicales, intercalares y laterales, meristemas primarios, secundarios y meristemoides.
Diferenciación del meristema primario, protodermis, procambium y meristema fundamental.
Concepto de célula inicial y célula madre, ápice caulinar reproductor y radicular.
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TEMA 13: TEJIDO FUNDAMENTAL O PARENQUIMÁTICO.
Origen, características citológicas funcionales y ubicación del perénquima asimilador, de reserva, conductor y aerífero.
TEMA 14: TEJIDOS AISLANTES.
Primarios: - Epidermis. Origen embrionario, características citológicas, ubicación y funciones. Cutícula. Cutina y suberina. Especializaciones de las células epidérmicas: estomas (origen y características, organización, funciones y tipos), Hidátodos y nectarios (características, organización y función), tricomas, pelos absorbentes, papilas, idioblastos y emergencias (origen, características y funciones). - Hipodermis: origen, características citológicas, funciones y ubicación. - Endodermis y Exodermis: origen, características citológicas, ubicación. - Banda de Caspari: Origen, características citológicas, localización, funciones.
Secundarios: - Felógeno y Felodermis: características citológicas y funciones.
TEMA 15: TEJIDOS ABSORBENTES.
Rizodermis: origen, características citológicas, localización, función, pelos radicales, tricoblastos, lígulas, pelos absorbentes.
TEMA 16: TEJIDOS CONDUCTORES.
Elementos celulares: Células y tubos cribosos. Placas y campos cribosos. Células anexas. Localización y función. Traqueidas y tráqueas: ontogenia, localización y función.
Filogenia de los elementos conductores, haces conductores, haces radicales, concéntricos y colaterales. Localización, configuración de sus elementos.
Parénquima xilemático y floemático. Vaina fascicular.
TEMA 17: TEJIDOS MECÁNICOS DE SOSTÉN.
Colénquima: elementos celulares, características de la pared celular, localización y función.
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Esclerénquima: esclereidas y fibras, características de la pared celular, localización y función.
TEMA 18: TEJIDOS DE SECRECIÓN y EXCRECIÓN.
Idioblastos y tejidos excretores: localización, funcionamiento, productos de excreción.
Tubos laticíferos constinuos y articulados. Cavidades lisígenas: caracteriticas citológicas, localización y función. Celulas y tejidos glandulñares. Características celulares, localización. Pelos glandulares, nectarios, cavidades esquizógenas, hidátodos.
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ACTIVIDADES DE LABORATORIO.
Objetivos:
Observar, interpretar y esquematizar los distintos tipos celulares y
tejidos. Adquirir habilidades en el manejo del MO. Desarrollar destrezas en la esquematización de lo observado.
Relacionar los contenidos conceptuales con las observaciones histológicas fijas.
Actividades y prácticas a realizar:
Observación de muestras fijas.
Preparación de muestras de tejidos. Esquematización de los elementos celulares y tejidos observados. Realización de esquemas donde se representen las diferencias entre
los distintos tipos de células y tejidos. Fijar, teñir y observar células animales (epidermis de la mucosa
bucal, osteocitos, eritrocitos, etc.)
Interpretar las observaciones a partir de la lectura de material bibliográfico.
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Para presentar el informe del trabajo en laboratorio ten en cuenta:
El informe de lo realizado en el laboratorio forma parte de la carpeta de Trabajos
Prácticos de la cátedra, y es un instrumento de evaluación del trabajo realizado por
cada alumno a través de la valoración en una nota conceptual.
Se realizará en hoja blanca A4, con las siguientes especificaciones:
Márgenes: superior e inferior 1 cm, derecha 2 cm e izquierda 3 cm. En la parte
superior de la hoja se deberán marcar 2 cm hacia abajo del margen y este
espacio se dividirá en 3 sectores en los cuales de izquierda a derecha se
escribirá: Nº de TP, Título del trabajo, Identificación del alumno y fecha.
Realizar los dibujos dentro de círculos que denoten la observación
microscópica.
Se especificará al costado de cada esquema: aumento de observación,
coloración y detalles de lo observado.
Para dibujar se usará lápiz negro y colores que denoten la coloración utilizada
parea cada muestra.
Los dibujos no deberán ser muy pequeños, para mejorar la comprensión de lo
observado.
Cuanto mejor plasmado quede una observación realizada, más fácil será
recordar las características de los tejidos que se analizan en laboratorio en las
preparaciones.
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Bloque I. Tema 2.1
M I C R O S C O P I A
Introducción:
La microscopia es una ciencia que se ocupa del conocimiento y manejo del
microscopio, es decir, comprende el estudio del instrumento tanto en su historia,
funcionamiento, aplicaciones, como en la forma de preparan los materiales de
estudio para ser observado en las mejores condiciones posibles.
Una célula típica mide entre 19 y 20 micrómetros de diámetro, unas cinco veces
menos que la menor partícula visible a simple vista. Por eso, hasta que no se
dispuso de buenos microscopios Ópticos, a principios de siglo IXX, no se
descubrió que los tejidos animales y vegetales son agregados de células.
La células Animales no solo son diminutas, sino que también son incoloras y
translucidas. El descubrimiento de las principales características internas de las
células dependió del hallazgo, a fines del siglo IXX, de diversos colorantes que
proporcionaron el contraste suficiente para hacerlas visibles.
A principios de los años 1940 se desarrollo el microscopio Electrónico, mucho más
poderoso que el Óptico. Sin embargo, antes de que su utilización permitiera el
conocimiento detallado de las complejidades de la estructura interna de la célula,
se hizo necesario el desarrollo de nuevas técnicas para la preservación y
coloración de las células. De esta manera decimos que la Microscopia depende
tanto de las técnicas para la preparación del espécimen como del rendimiento del
propio microscopio.
Ya los antiguos sabían que los espejos curvos y las esferas de cristal llenas de
agua aumentaban el tamaño de las imágenes. En las primeras décadas del siglo
XVII se iniciaron experiencias con lentes a fin de lograr el mayor aumento posible.
Para ello se basaron en otro instrumento con lentes que obtuvo gran éxito, el
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telescopio, usado por primera vez con fines astronómicos por Galileo en 1609.
Antes de esta fecha, los seres vivientes más pequeños conocidos eran insectos
diminutos. Naturalmente se daba por sentado que no existía organismo alguno
más pequeño.
Los instrumentos para aumentar la visión de los objetos, o microscopios (la
palabra griega significa “para ver lo pequeño”) comenzaron a usarse
progresivamente.
Por primera vez la Biología se ampliaba y extendía gracias a un mecanismo que
llevaba el sentido de la vista humana más allá de sus límites naturales. Así, los
naturalistas podían describir en detalle los pequeños organismos, cosa de otro
modo imposible, y los anatomistas podían descubrir estructuras hasta entonces
invisibles. Existían dos tipos de microscopios: el sencillo, que no era más que una
lente montada; y el compuesto, constituido por una combinación de lentes, y fue
inventad por Zacharias Jansen en Holanda.
Luego de la invención de Jansen, en pocos años hubo un gran número de
diseñadores de microscopios en Europa. El primer avance técnico fue el paso de
un sistema de dos lentes a uno de tres, (esta es la configuración estándar que se
mantiene en los microscopios de hoy).
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Algunos descubrimientos en la Historia de la Microscopia Óptica
1611 Kepler sugirió una manera de construir un microscopio compuesto.
1655 Hooke utilizo un microscopio compuesto para descubrir unas pequeñas celdillas en los cortes de corcho a las que denomino “células”.
1674 Leeuwenhoek informo sobre su descubrimiento de protozoos. Nueve años mas tarde observo por primera vez bacterias.
1833 Brown publico sus observaciones microscópicas de las orquídeas, y describió claramente el núcleo celular.
1838 Schleiden y Schuwann propusieron la teoría celular, afirmando que la célula nucleada es la unidad estructural y funcional de las plantas y los animales.
1857 Kollinker describió las mitocondrias de las células musculares.
1876 Abbé analizo los efectos de las difracciones la formación de la imagen en el microscopio óptico y mostró la manera de optimizar el diseño de los microscopios.
1879 Flemming describió con gran claridad el comportamiento de los cromosomas durante la mitosis de las células.
1881 Retzius describió muchos tejidos animales con una precisión que aun no ha sido superada por ningún especialista en microscopia óptica. En las dos décadas siguientes, tanto él como Cajal y otros histólogos, diseñaron métodos de tinción y establecieron las bases de la anatomía microscópica.
1882 Koch utilizo colorantes de anilina para teñir microorganismos e identifico las bacterias que causan la tuberculosis y el cólera. En las dos décadas siguientes, otros bacteriólogos, como Klebs y Pasteur, identificaron los agentes causantes de otras muchas enfermedades.
1886 Zeiss hizo una serie de lentes, siguiendo las leyes de Abbe, que permitieron a los especialistas en microscopia la resolución de estructuras situadas en los límites teóricos de la luz visible.
1898 Golgi observo por primera vez el aparato llamado “de Golgi”, impregnando células con nitrato de plata.
1924 Lacassagne y sus colaboradores desarrollaron la primera técnica auto radiográfica para localizar el polonio radiactivo en las muestras biológicas.
1930 Lebedeff diseño y construyo el primer microscopio de contraste interferencial. En 1932, Zernicke invento el microscopio de contraste de fases. Estos dos adelantos permitieron observar por primera vez células vivas no teñidas en detalle.
1941 Coons utilizo anticuerpos acoplados a colorantes fluorescentes para detectar antigenos celulares.
1952 Nomarski ideo y patento el sistema de contraste interferencial para el microscopio óptico que aun lleva su nombre.
1981 Allen e Inoué perfeccionaron la microscopia óptica de contraste video- amplificada.
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LA MICROSCOPÍA:
HERRAMIENTA PARA ESTUDIAR CÉLULAS Y TEJIDOS
1.1 Nociones básicas de óptica.
1.1.-Lentes, tipos y propiedades. Conceptos Básicos
El término lente es el nombre asignado a una pieza de vidrio, plástico u otro
material transparente, generalmente de diámetro circular, que posee dos
superficies pulidas y diseñadas de una manera específica para producir la
convergencia o divergencia de los rayos luminosos que la atraviesan. La acción de
una lente depende de los principios de refracción y reflexión, los cuales pueden
entenderse mediante unas sencillas reglas de geometría que rigen el paso y
trayecto de la luz a través de la lente. Estos conceptos son materia de estudio de
la Óptica Geométrica y permiten comprender el proceso de magnificación, las
propiedades de las imágenes real y virtual, así como también los defectos
(aberraciones) de las lentes.
La palabra lente proviene del latín "lentis" que significa "lenteja" por lo que a las
lentes ópticas se les llama así por su semejanza con la forma de la legumbre.
Las lentes son instrumentos ópticos que concentran o dispersan los rayos de luz.
Sus dos superficies pueden ser curvas (biconvexas, bicóncavas o cóncavo-
convexas) o una de ellas puede ser plana (plano-convexas, plano-cóncavas) (fig
1.1). Las lentes de superficies convexas se denominan positivas, convergentes,
recolectoras o de aumento. Las lentes de superficies cóncavas son conocidas
como negativas, divergentes, de dispersión y producen una imagen reducida.
Figura 1.1 -Diversos tipos de lentes. Modificado de Lente. Wikipedia, Enciclopedia Libre.
La luz se propaga con una trayectoria rectilínea y con una velocidad constante en
cada medio. Cuando incide en un objeto, el rayo luminoso se comporta de
diversas maneras, produciéndose: Refracción, Reflexión, Difracción, Absorción-
Transmisión, Interferencia y Polarización. Describiremos someramente la
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refracción y la reflexión por su utilidad en la formación de las imágenes
aumentadas por las lentes.
1.1.1-Refracción:
Las propiedades de las lentes se deben gracias a los fenómenos de refracción que
experimentan los rayos luminosos que las atraviesan. Cuando una radiación
electromagnética en la forma de rayo luminoso, denominado incidente, viaja de un
medio o una superficie y atraviesa otro medio, las ondas luminosas sufren el
fenómeno conocido como refracción, el cual se manifiesta mediante una
desviación en la dirección de la luz. Si el rayo incidente llega de manera
perpendicular a la superficie de una lámina de vidrio, de superficies paralelas, no
es desviado de su trayecto rectilíneo, pasando del aire al vidrio y de este último al
aire nuevamente. Por el contrario, si el rayo incide de manera oblicua sobre la
superficie de la lámina de vidrio, es desviado de su dirección rectilínea, en
principio al entrar al vidrio, pues pasa de un medio menos denso (aire) a otro
medio de mayor densidad (vidrio) y es desviado nuevamente al salir del vidrio
hacia el aire (fig. 1-2).
Figura 1.2.-Refracción a través de una lámina de vidrio de superficies paralelas. La flecha
representa el rayo de luz que es desviado al pasar del aire al vidrio y nuevamente al aire.
Modificado de Puig, E. Ciencia y Tecnología de la imagen.
Cuando la luz pasa de un medio a otro, la velocidad de la onda disminuye. La
nueva dirección que toma el rayo refractado depende de la densidad del medio
que atraviesa. Los efectos de la refracción son responsables de algunos
fenómenos que nos son familiares, por ejemplo, la aparente deformidad de un
objeto parcialmente sumergido en un vaso de agua (fig 1.3). La refracción de la luz
visible en las lentes es de vital importancia, pues les permite concentrar un haz de
rayos luminosos en un punto específico.
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Figura 1.3.-Refracción de los rayos luminosos en la interfase aire-agua. Tomado de Óptica.
Laboratorio de demostraciones de física. Departamento de Física. Universidad de Los Andes. La
Web Del Profesor.
Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio
transparente, obtenemos un valor que llamamos índice de refracción de ese medio
y es el cociente entre velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el
medio que se estudia:
n: índice de refracción
c: velocidad de la luz en el vacío
v: velocidad de la luz en el medio material transparente
El índice de refracción de un medio es una medida para saber cuánto se reduce la
velocidad de la luz dentro del medio transparente en estudio. Si el índice de
refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida
en el vacío que en el agua y es un valor que tiene que ver con las propiedades de
las lentes.
1.1.2-Reflexión:
Cuando la luz (u otro tipo de radiación electromagnética) incide sobre la superficie
de un medio (gas, líquido o sólido) algunos rayos no son absorbidos, por el
contrario son rebotados y se dispersan lejos de la superficie del medio en
cuestión. El rayo que llega es denominado incidente y el que se desvía es
denominado reflejado. La dirección en que sale reflejada la luz será determinada
por el tipo de superficie. Si es una superficie brillante o pulida (espejo) se produce
la reflexión regular en la que toda la luz sale en una única dirección
denominándose reflexión regular o especular. Si la superficie es mate la luz sale
esparcida en todas direcciones y se llama reflexión difusa. Sin embargo también
puede ser reflexión mixta, en la que predomina una dirección sobre las demás
(papel brillante, superficies metálicas sin pulir) (Fig. 1.4).
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Figura 1.4.-Diferentes tipos de reflexión de los rayos luminosos. La línea azul gruesa continua
representa la superficie sobre la cual el rayo incidente (flechas rojas) se reflecta y los rayos
reflejados (líneas negras). La línea azul discontinua representa la normal (línea imaginaria
perpendicular a la superficie, en el punto 0, donde incide el rayo luminoso). En la reflexión
especular el ángulo de incidencia es igual al angulo de reflexión; lo que no ocurre en la reflexión
difusa, debido en parte a las irregularidades de la superficie. Modificado a partir de Molecular
expressions. Light and color.
1.1.3.-Refracción en las lentes:
En las lentes convexas la refracción se produce de acuerdo a las mismas leyes. El
estudio resumido de esos fenómenos es indispensable para comprender las
propiedades de las lentes y la formación de las imágenes.
Se tomará primero como ejemplo una lente plano-convexa. Obsérvense tres rayos
a, b, y c, cuya incidencia es normal (perpendicular) en relación a la cara plana de
la lente. Al inicio, estos rayos no serán refractados; atravesarán la lente, llegaran a
la cara convexa en donde si se refractan y su destino será diferente (fig 1.5).
Figura 1.5 Refracción en una lente plano-convexa. a, b, c rayos incidentes paralelos. a’ y c’ rayos
refractados. f foco de la lente. Modificado a partir de Langueron.
El rayo bn coincide con el eje de la lente y no se refracta: se comporta como si al
salir lo hiciera de una cara paralela a la cara de entrada. Los rayos a y c son por el
contrario, oblicuos en relación a la cara curva de la lente. Ellos serán refractados
porque pasan del vidrio al aire y se aproximan al eje de la lente, cortando el rayo
bn en el punto f. Dos leyes resultan de estas consideraciones:
1. Todo rayo que pasa por el centro de la lente NO es refractado.
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2. Todo rayo que no pasa por el centro de la lente ES refractado. Mientras más
lejos del centro, la desviación será mayor. Los rayos refractados convergen todos
en un punto que es el foco o punto focal de la lente.
El punto focal es el punto en donde confluyen los rayos luminosos refractados,
después de atravesar la lente. Se puede apreciar, por ejemplo, cuando al recibir
los rayos solares sobre una lupa planoconvexa o biconvexa, se forma un punto
muy luminoso y muy caliente. Los rayos caloríferos siguen el mismo trayecto que
los luminosos. La distancia focal es la distancia que separa el punto focal del
centro óptico de la lente.
Se verá ahora la refracción en las lentes biconvexas (fig. 1.5). Los fenómenos de
refracción que se acaban de estudiar permitirán explicar cómo las lentes pueden
formar las imágenes.
Figura 1.6.-Refracción en una lente biconvexa. a, b, c rayos incidentes paralelos. a’ y c’ primera
refracción. e’ y e’’ segunda refracción. f foco de la lente. Modificado de Langueron.
Tómese la lente biconvexa y un objeto. La imagen de este objeto va a variar
dependiendo de si esta cerca o lejos de la lente. Se pueden presentar tres casos:
1. El objeto está muy alejado de la lente, a una distancia más grande que el doble
de la distancia focal. La imagen que se formará será real e invertida y cada vez
más pequeña cuanto más alejado este el objeto. Es el caso de los objetivos de las
cámaras fotográficas (fig. 1.7).
Figura 1.7.-Cuando el objeto QN se coloca a una distancia mayor que la doble de la focal, se forma la imagen IT que está
invertida y es de menor tamaño. Tomado de Braun, E. La vista. Biblioteca digital.
2. El objeto está colocado un poco más allá del foco. La imagen será real e
invertida y cada vez más grande cuanto más cerca este el objeto del foco. Es el
caso de los objetivos del microscopio (fig.1.8).
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Figura 1.8. Cuando el objeto QN se coloca a una distancia entre el doble de la focal y la focal, la
imagen IT está invertida y es de mayor tamaño. Tomado de Braun, E. La vista. Biblioteca digital.
3. El objeto se encuentra entre la lente y el foco. La imagen será virtual y derecha
y cada vez más pequeña cuanto más cercano este el objeto a la lente. Es el caso
de las lupas y de los oculares del microscopio (fig. 1.9).
Figura 1.9.-Cuando el objeto QN se coloca a una distancia menor que la focal, la imagen IT no está
invertida y es de mayor tamaño. Se proyecta por detrás del objeto.Tomado de Braun, E. La vista.
Biblioteca digital (49).
Al realizar combinaciones de lentes, las cuales se colocan centradas y alineadas, se aplicarán
estas mismas leyes.
1.2.-Imagen real e imagen virtual
La imagen real se forma por rayos convergentes que pueden ser recogidos sobre
una pantalla o una placa fotográfica.
El término virtual, según el diccionario de la Real Academia Española significa:
adj. Fís. Que tiene existencia aparente y no real. La imagen virtual se forma por
rayos divergentes. Son imágenes meramente subjetivas que no podrán ser
recogidas o proyectadas sobre una pantalla o película fotográfica. Son percibidas
gracias a la posibilidad que tiene el globo ocular de “seguir” por detrás del objeto
observado, la proyección de esos rayos divergentes y los hace confluir para
constituir la imagen virtual (ver fig. 1.0) Estas imágenes juegan un rol crucial en los
instrumentos ópticos. Es el caso de la imagen formada por un espejo plano
(fig.1.10) o los espejismos sobre una superficie caliente como el desierto o una
carretera asfaltada. La lupa simple consiste en una lente convergente que se
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coloca entre el objeto y el ojo. Variando su posición y situando el objeto sobre el
foco se puede conseguir que se forme una imagen virtual (fig.1.11).
La “virtualidad” de la imagen virtual consiste en que no está allí donde se percibe,
se forma tan sólo sobre la retina y no por fuera del ojo en el sitio donde se ve. La
percepción visual de ambos, del objeto real y de la imagen virtual, es idéntica. La
imagen retiniana no entra en el proceso de clasificación de realidad o virtualidad
de la imagen. El ojo está diseñado para recoger haces divergentes de luz y
hacerlos converger sobre la retina.
Figura 1.10.-Formación de la imagen virtual al observar un objeto en un espejo plano. La imagen
virtual del objeto se representa “por detrás” del espejo, pero realmente no está allí. Cuando se
percibe la imagen virtual los rayos luminosos proceden del espejo. Es el ojo el que permite que el
cerebro la imagine, a partir de la figura que se forma en la retina. Tomado de Diálogo sobre el
concepto de imagen. Universidad Nacional de Colombia, Medellín.
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Figura 1-11.-Formación de la imagen virtual al observar un objeto con una lupa. La imagen virtual
se presenta aumentada, derecha y por detrás con respecto al objeto.Tomado de Lentes, espejos y
prismas. Instituto Tecnológico (53).
1.3. Fundamento de la microscopía:
Sobre la base de las consideraciones anteriores se ha definido la microscopía
como la técnica que permite observar objetos con un microscopio (simple o
compuesto) y obtener una imagen aumentada del mismo y para ello es necesario
tener en cuenta estos tres elementos:
• El objeto a estudiar (preparado histológico por ejemplo).
• Una fuente de iluminación.
• Un sistema óptico.
Cuando se plantea el estudio de alguna célula, tejido u órgano, previamente se
debe definir cuales aspectos (morfológicos, bioquímicos, fisiológicos, genéticos,
entre otros) se desean analizar, o si se desea observar células vivas o células
fijadas. En base a esto último se definirá y planificará la metodología a seguir. Se
seleccionará la técnica de visualización y el tipo de instrumento óptico para
obtener las imágenes. Las técnicas de laboratorio para preparar la muestra y
obtener el preparado histológico que será observado, dependerán en gran medida
del tipo de microscopio requerido para visualizarlo, según los aspectos que han
sido definidos previamente.
De la misma manera que se ha razonado en relación al preparado histológico
(objeto), se debe analizar el papel que juega la luz o sistema de iluminación
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empleado. Se desea evidenciar y distinguir a mayor aumento los detalles del
objeto que se estudia. Generalmente se habla de la iluminación, término
ampliamente utilizado, que en microscopía no siempre denota el empleo de un
rayo luminoso conformado por fotones, los cuales si pueden ser captados por la
retina del ojo.
Además de la luz solar y la luz producida por bombillas incandescentes, también
se pueden emplear otros tipos de radiaciones electromagnéticas, tales como la luz
ultravioleta, los rayos láser o un haz de electrones. Estos últimos no son captados
por la retina pero si por una placa fotográfica o una pantalla fluorescente, siendo
considerados como un tipo de “iluminación”, que a pesar de no estar constituida
por fotones, también permite la formación de una imagen que muestra los detalles
finos de un espécimen.
Para iluminar el objeto se pueden emplear dos mecanismos, ya sea que el rayo de
luz lo atraviese o que simplemente incida en cierto ángulo sobre el objeto. En el
primer caso se habla de trans-iluminación y en el segundo caso de epi-
iluminación.
1.3.1.-Trans-iluminación:
La trans-iluminación ha sido indudablemente el primer método de iluminación en la
larga historia de la microscopía. El rayo electromagnético (luz visible por ejemplo)
debe atravesar el objeto, en éste caso un corte histológico (fig. 2-1). Como
condiciones fundamentales para ser observados al microscopio compuesto, los
preparados biológicos deben ser muy delgados y transparentes. Deben ser
rebanados con instrumentos especializados (micrótomos) que permiten obtener
cortes cuyo espesor debe estar en el orden de las micras. Rutinariamente el
espesor del corte puede oscilar en un rango que va de 1 a 5µm, pero su grosor
dependerá del tipo de células y tejidos. Para el estudio de las neuronas se realizan
cortes más gruesos (alrededor de 30 µm), mientras que para el estudio de células
del riñón, en ciertos casos son ideales los cortes de 4 µm. Para la microscopía
electrónica se emplean cortes cuyo espesor está en el orden de los nanómetros
(cortes ultra finos) debido al bajo poder de penetración de los electrones.
La transparencia es otra cualidad que debe tener el objeto (preparado histológico).
Las células son incoloras por naturaleza, pero algunas poseen color propio
(pigmentos). Para mejorar la transparencia se emplean ciertas sustancias
químicas (agente aclarador) como el xilol, entre otros. Ser transparente facilita en
gran medida el paso del rayo de luz. La estructura de las células y tejidos es muy
heterogénea y crea diferentes densidades en los compartimientos intra y
extracelulares. Para mejorar la visualización de tales variaciones en la
concentración de los constituyentes celulares, se pueden emplear colorantes u
otros reactivos químicos que incrementen el contraste entre ellas y permitan su
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identificación. Esto no siempre es necesario, puesto es factible sin ningún tipo de
colorantes observar células con algunos microscopios especiales, cuyo sistema de
iluminación crea contrastes muy evidentes, que de ordinario no se observan con el
microscopio compuesto clásico.
La trans-iluminación permite obtener un campo de visión con una cantidad de luz
importante, resaltando la estructura observada sobre un fondo muy iluminado. El
microscopio compuesto clásico emplea este tipo de iluminación y por ello también
se denomina de campo claro. La microscopía electrónica de transmisión y la
mayoría de microscopios especiales también se fundamentan en este principio.
1.3.2.-Epi-iluminación:
Con esta técnica de iluminación el rayo de luz incide de manera oblicua sobre la
muestra (fig. 1.12). La iluminación puede abarcar simultáneamente todo el campo
de visión o por el contrario, focalizarse en un punto determinado del objeto. Las
muestras pueden observarse sin necesidad de realizar cortes finos y en muchos
casos tampoco se emplean colorantes. La transparencia del objeto no es
imprescindible. Como efecto de la epi-iluminación es posible obtener imágenes
tridimensionales, complementando de esta manera lo observado con la
microscopía por trans-iluminación. Varios tipos de microscopios emplean este
método y como ejemplo podemos citar microscopios binoculares estereoscópicos
para microdisecciones, y los microscopios de epi-fluorescencia, el confocal y el
electrónico de barrido.
Figura 1.12- Comparación de los mecanismos de iluminación más empleados en microscopía. La
flecha amarilla representa el haz de luz incidente sobre la muestra, que en la transiluminación
atraviesa la misma; mientras que en la epi-iluminación el rayo incide de manera oblicua y en este
caso son los rayos reflejados los que se capturan para formar la imagen.
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1.4.-Aumento y resolución
Los términos aumento y resolución deben ser bien conocidos por todo usuario del
microscopio. El mecanismo mediante el cual se produce este fenómeno ha sido
estudiado por siglos y se explica mediante leyes de la física. Considerar
únicamente el aumento no es suficiente para sacar el mejor partido del
microscopio, pues otro factor, la resolución, determina lo que se verá.
1.4.1.-Aumento
El poder de aumento de una lente está determinado por el grado de curvatura de
su superficie y la distancia focal. En las lentes convexas mientras mayor sea la
curvatura, menor será la distancia focal y mayor será el aumento. Se ha enunciado
anteriormente que el microscopio compuesto aumenta en dos etapas y puesto que
una sola lente no es suficiente se deben colocar varias lentes una detrás de la
otra, potenciando de esta manera el poder de aumento. El primer juego de lentes,
cercano al objeto en estudio, se denomina objetivo y el segundo juego, cercano al
ojo del observador se denomina ocular. Cada sistema de lentes es capaz de
producir una imagen aumentada cuyo valor se enuncia con la letra x, así que 10x
significa que la imagen está aumentada 10 veces.
Para conocer en el microscopio compuesto el aumento definitivo de una imagen
se aplica la siguiente fórmula:
AUMENTO TOTAL: Aumento del objetivo x Aumento del ocular
Aunque esta fórmula básica permite obtener el aumento total de una imagen, con
las técnicas de fotografía clásica o fotografía digital y el uso de software de
procesamiento de imágenes es posible lograr un aumento suplementario. Para
obtener el aumento definitivo habría que considerar los factores de ampliación que
se realizan en la pantalla del computador (para luego imprimirla) o al copiar la foto
a papel mediante la técnica de fotografía clásica.
El poder de aumento de un sistema óptico tiene sus límites y el aumentar las
imágenes acarrea pérdida de información o detalles del objeto estudiado. Esto
puede ser resuelto mediante otro principio: La resolución.
Con el microscopio compuesto clásico es posible alcanzar un aumento máximo de
1000x. Esta limitación ha sido resuelta empleando un haz de electrones en lugar
de un rayo de luz visible, y se abrió así una nueva era con la microscopía
electrónica aplicada al estudio morfológico.
1.4.2.-Resolución
Es la capacidad que tiene un sistema óptico de aislar dos puntos que se
encuentran muy próximos entre sí, de manera que se puedan ver individualizados
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uno del otro. La riqueza de detalles que puede ser observada al microscopio
depende de la habilidad de este para hacer que los puntos del objeto que están
muy cercanos aparezcan en la imagen como puntos separados. Mientras más
corta sea la distancia entre esos puntos del objeto, más finos serán los detalles. La
distancia entre esos dos puntos se conoce como Límite de Resolución, el cual es
también referido como el Poder de Resolución y puede ser utilizada como un
indicador del rendimiento del microscopio. Esto se puede comparar vagamente
con algunos aspectos de la informática, el tamaño del pixel por ejemplo; mientras
más pequeño sea el tamaño, mayor será la cantidad de detalles de la imagen
digital.
Límites de Resolución aproximados de algunos sistemas ópticos:
• Ojo humano: 0,2 mm.
• Microscopio Fotónico: 0,2 µm.
• Microscopio electrónico: 0,2 nm.
1.5.-Factores que determinan el poder de resolución
Al observar pequeños objetos al microscopio, la luz incidente proveniente de ellos
es desviada de su trayectoria inicial y mientras más pequeños sean, mayor será la
desviación. Las lentes del objetivo deben recolectar como sea posible la mayor
cantidad de rayos desviados para formar una imagen nítida; a más rayos
capturados, mayor resolución (fig.1.13).
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Figura 1.13.-Esquema que muestra un objeto (1) que es atravesado por un haz de rayos luminosos
(2) los cuales son captados por el objetivo (3). Al formarse el cono de luz proveniente del objeto se
determina un ángulo, también llamado de apertura, donde a representa la mitad del mismo.
Tomado de Kapitza H G. Microscopy from the very begining.
A partir de las observaciones precedentes, nace la definición de apertura numérica
(AN), cifra a considerar para determinar el rendimiento de una lente objetivo:
AN = n x sen a
Donde a = la mitad del ángulo de apertura del objetivo.
n = el índice de refracción del medio que se encuentra entre el objeto y el
objetivo.
(Para el aire n = 1 y para el vidrio o aceite n = 1.51)
Otra manera de incrementar la resolución es creando, del lado de la fuente
luminosa, un cono amplio con un ángulo mayor. Para ello se emplea otro juego de
lentes denominado condensador el cual posee la misma apertura numérica que el
objetivo (fig. 1.14).
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Figura 1.14.-El objeto (1) es iluminado con un rayo de luz (2) que formará un cono luminoso frente
al objetivo. Se colocó otra lente (4) que recoge y condensa la luz antes que ilumine al objeto.
Tomado de Kapitza H G. Microscopy from the very beginning.
Para aumentar aún más la resolución, además de agregar un condensador, otra
posibilidad es colocar algún líquido entre la lámina cubreobjeto y el objetivo. Se ha
obtenido buenos resultados con ciertos aceites (aceite de cedro) cuyo índice de
refracción es igual al del vidrio cubreobjeto, eliminando toda reflexión de los rayos
luminosos (fig. 1.15).
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Figura 1.15.-A la izquierda el espacio entre el cubreobjeto (5) y el objetivo (3) es ocupado por el
aire; a la derecha el espacio es ocupado por un líquido de inmersión (6). Apréciese que el cono de
luz y el ángulo a son mayores con inmersión. Modificado de de Kapitza H G. Microscopy from the
very begining.
El poder de resolución de un microscopio compuesto de campo claro puede ser
calculado de manera razonable mediante la fórmula:
Donde delta= resolución expresada en micrómetros.
lambda = longitud de onda de la luz empleada.
Como la ANobj y la ANcond son iguales, se resume 2AN.
De los anteriores planteamientos se deduce que el poder de resolución de un
sistema óptico, en términos generales depende principalmente de:
• Apertura numérica del objetivo y condensador: La relación apertura/resolución es
directamente proporcional; a mayor apertura, mayor resolución.
• Longitud de onda de la radiación electromagnética utilizada: La relación longitud
de onda/resolución es inversamente proporcional; a menor longitud de onda,
mayor resolución.
1.6.-Difracción
El término difracción viene del latín diffractus que significa quebrado. La difracción
es el fenómeno que se observa cuando la luz, al pasar por el extremo de una
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superficie se "dobla" desviandose del trayecto y no sigue su propagación en línea
recta (fig. 1.16).
Figura 1.16-Cuando al luz pasa por una rendija, no sigue su trayecto en línea recta, se “dobla”, en
otras palabras, se difracta. Tomado de Braun, E. Arquitectura de sólidos y líquidos.
En la trans-iluminación del objeto, las ondas luminosas encuentran obstáculos en
su trayecto, lo que produce una expansión de la luz por la difracción y se obtiene
una imagen borrosa que limita la capacidad de aumento útil de un microscopio.
Por ejemplo, los detalles menores de media milésima de milímetro (0,5 µm) no
pueden verse en la mayoría de los microscopios ópticos.
Al ser observado un objeto transparente al microscopio, cada detalle iluminado del
mismo crea un patrón de difracción denominado disco de Airy. Este patrón esta
formado por un punto central brillante y varios anillos brillantes separados por
anillos oscuros. Cuando dos detalles están muy próximos entre sí se puede verlos
separados sólo si los puntos centrales no están muy próximos o superpuestos.
Mientras más pequeños sean los discos de Airy, mayor será la resolución en una
imagen (fig. 1.17. Los objetivos con mayor apertura numérica producen discos de
Airy más pequeños.
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Figura 1.17-Discos de Airy y resolución. (a,b,c) tamaño de los discos y su perfil de intensidad, que
decrece de (a) hasta (c) relacionados con la apertura numérica a medida que aumenta. (d) dos
discos de Airy superpuestos y (e) discos de Airy en el límite de resolución. Tomado de Davison M,
Abramowitz M. Optical Microscopy.
1.7- Aberraciones
Hay varios tipos de aberraciones:
• De esfericidad, relacionadas con la forma esférica de la lente: Se producen por
falta de convergencia de las ondas luminosas que pasan por la periferia de la lente
cuando no son enfocadas en el mismo punto que aquellas ondas que pasan por el
centro, las cuales son refractadas ligeramente; mientras que las que inciden en la
periferia son refractadas en mayor grado y convergen en diferentes puntos
focales. Este es uno de los artificios más molestos y la imagen del objeto aparece
dispersa y borrosa, en lugar de enfocada y nítida (fig. 1.18). Además de la lente, la
lámina cubreobjeto empleada en la preparación histológica puede producir este
tipo de aberración. Una lámina de calidad debe tener 0,17 mm de espesor para
poder ser utilizada con las lentes objetivo de la mayoría de microscopios, de lo
contrario produce una marcada aberración de esfericidad.
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Figura 1.18.-Aberración de esfericidad. Los rayos que inciden paralelamente al eje principal no
convergen todos en un mismo punto. Los rayos de la periferia convergen más cerca de la lente.
Modificado de Dini, A. Apuntes de Física.
• Cromáticas, relacionadas con las variaciones en los índices de refracción de las
diversas frecuencias (colores) que conforman la luz blanca visible: Cuando la luz
blanca atravieza una lente, las diferentes frecuencias son refractadas de acuerdo
a su frecuencia. Cada color tiene un camino y un foco diferente; la luz violeta es la
más refractada y le siguen la azul, la verde y la roja, fenómeno también conocido
como dispersión (fig. 1.19). La incapacidad de la lente de reunir nuevamente los
rayos refractados en un punto focal común resulta en una discreta diferencia en el
tamaño del objeto y en franjas de colores rodeando la imagen. Los sistemas
ópticos que dan corregida esta aberración se denominan acromáticos.
Figura 1.19.-Aberración cromática. La luz blanca se descompone al atravesar la lente y las
diversas longitudes de onda convergen en varios puntos focales diferentes. Modificado de Dini, A.
Apuntes de Física.
• Otras aberraciones geométricas: Incluyen una variedad de efectos, tales como:
- Astigmatismo: No se puede enfocar simultáneamente líneas verticales y
horizontales.
- Coma: Se produce una degradación de la imagen de un punto, se ve similar a un
cometa.
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- Distorsión: Se manifiesta en la forma del objeto, afectando particularmente a los
bordes. El objeto se ve en forma de barril o de corset.
- Curvatura del campo: El campo se ve con bordes curvos, deformando la imagen.
Microscopio Óptico:
El Microscopio Óptico (MO: en base a que sus propiedades derivan del empleo de
lentes ópticas) es el instrumento de uso corriente en Biología, también se lo
conoce con el nombre de “microscopio compuesto”. Está constituido por cuatro
grupos de dispositivos o sistemas articulados de tal manera que garantizan un
funcionamiento óptimo y ergonómico (ver fig. 1.20):
• Sistema mecánico: Conjunto de piezas que sirven de soporte a las lentes y
demás elementos (pie o base, columna, mecanismo de enfoque, platina, revolver,
tubo).
• Sistema óptico: Conjunto de lentes responsables del poder de aumento y
resolución (objetivos y ocular).
• Sistema de Iluminación: Elementos que producen las radiaciones (luz visible o
no) y transmiten, reflejan y regulan tanto la intensidad como la cantidad de rayos
que van a incidir sobre el espécimen (lámpara o fuente de iluminación, espejo,
condensador y diafragma).
• Accesorios: Son aditivos que permiten extender las capacidades del instrumento
(cámaras fotográficas, de video, computadoras, accesorios para dibujar, entre
otros).
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Figura 1.20.-Microscopio compuesto moderno con sus partes. Modificado de District School Board
of Niagara.
Los mejores Microscopios Ópticos tienen un poder de resolución de 0,2 a 200
manómetros, y así superan al ojo en aproximadamente 500 veces. Es imposible
construir un microscopio óptico que supere dicho valor. El factor limitante es la
longitud de onda de la Luz, que va desde 0,4 micrómetros para la luz violeta hasta
0,7 micrómetros para la luz roja.
Con el Microscopio Óptico podemos distinguir las estructuras más grandes dentro
de las células eucariota y también células procariotas individuales. Sin embargo,
no podemos observar la estructura interna de las células procariotas ni distinguir
entre las estructuras más finas de las células.
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1.8 Sistema mecánico del Microscopio óptico.
La parte mecánica del microscopio también se denomina montura y es de forma y
dimensiones muy variables, dependiendo del fabricante y el precio del
instrumento.
De manera general se describen modelos grandes, medianos y pequeños o
portátiles. Los modelos grandes poseen todos los aditamentos que garantizan un
trabajo profesional y permiten el intercambio de piezas y accesorios para realizar
los trabajos más variados y su costo es el más elevado. Los modelos medianos no
convienen a todo tipo de investigación pero son más prácticos puesto que su
precio es menor gracias a su construcción más simple. Los microscopios portátiles
responden a necesidades más restringidas y producen aumentos menores,
conviniendo para observaciones someras.
Toda montura, por complicada que sea posee los siguientes elementos: pie o
base, mecanismo de enfoque, la platina, el revólver y el tubo del ocular.
1.8.1- Pie o base
Generalmente en herradura o en Y, aunque también puede ser rectangular, con un
peso considerable que garantiza la estabilidad del instrumento. La base aloja la
fuente de iluminación y puede contener un mecanismo para regular la intensidad
luminosa.
Sirve de soporte a una columna o brazo sobre el cual reposa el resto del aparato.
La columna puede ser inclinada; en su parte más inferior se dispone el
condensador y la parte superior posee una cremallera que permite desplazar en
sentido vertical el condensador, la platina o el revólver y el tubo. Las ventajas que
procura el microscopio inclinado son múltiples y la posición es más confortable
para el observador (actividad que es muy incómoda cuando el tubo del
microscopio es vertical).
1.8.2.-Mecanismo de enfoque
Se logra desplazando en sentido vertical ya sea la platina donde se coloca el
espécimen o ya sea el revólver donde están colocados los objetivos, de modo que
se pueda centrar el punto focal del objetivo que se está utilizando es ese
momento. Se logra mediante dos mecanismos, primero uno rápido del tornillo
macrométrico y segundo, otro lento del tornillo micrométrico.
La cremallera que permite el movimiento rápido del tornillo macrométrico posee
dientes que se engranan y producen un movimiento tosco para lograr un enfoque
aproximado. Se utiliza para enfocar con los objetivos de poco aumento y para
subirlos rápidamente con la finalidad de colocar o retirar de la platina el preparado
histológico.
El tornillo micrométrico por el contrario posee una graduación tal que cada división
de la rosca permite un movimiento vertical imperceptible en el orden de 0,001 mm.
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Esta disposición permite evaluar de manera aproximada el espesor de los objetos,
considerando el número de vueltas que realiza el tornillo al enfocar su parte más
superficial y luego la más profunda.
El movimiento del tornillo micrométrico tiene una extensión de 5mm
aproximadamente y está limitado. Permite un enfoque fino y se utiliza con los
objetivos de mayor aumento.
1.8.3.-La platina
Es el soporte horizontal donde se colocan las preparaciones histológicas. Presenta
en el centro un orificio circular por donde pasa el rayo de luz producido por la
fuente luminosa y proveniente del condensador. Generalmente es de forma
cuadrada y posee un sistema de fijación e inmovilización de la lámina porta-objeto
compuesto por pinzas o una pieza articulada que esta fija a otro dispositivo, el
carro.
Este dispositivo permite el examen metódico y completo de la preparación al
proporcionar un desplazamiento hacia adelante o hacia atrás y de derecha a
izquierda y viceversa.
Otra pieza, el vernier (denominado así gracias al nombre de su inventor en 1631),
también llamado nonius, consiste en dos pequeñas reglas graduadas en
milímetros cuya finalidad es la de obtener coordenadas aproximadas que sirven de
referencia para localizar una estructura determinada en la preparación. En la
práctica, el uso del vernier no es frecuente, se hace un poco complicado anotar las
cifras y más difícil aún colocarlas en las reglas y localizar la estructura en cuestión.
Además, estas cifras solo son válidas para el microscopio en el cual se obtuvieron.
Hay otros procedimientos más simples para tal fin.
1.8.4.-El revólver
Considerado como un accesorio del tubo. Es un implemento muy importante que
permite el intercambio rápido de objetivos mediante un movimiento de rotación. El
revólver está constituido por una semi-esfera que posee una serie de anillos en los
cuales van atornillados los objetivos. Esta pieza gira alrededor de un eje que está
colocado en la parte inferior del tubo. Puede ser de diversas formas y de igual
manera, alojar un número variable de objetivos (dos, tres, cuatro o más).
1.8.5.-El tubo
Soporta la porción óptica del microscopio. Es un cilindro hueco de longitud
variable, cuyo interior está pintado de negro mate y posee un diafragma para
impedir la formación de reflejos y facilitar la observación. El tubo puede ser doble y
alojar dos lentes oculares (microscopio binocular). En los modelos de
microscopios grandes destinados a la microfotografía, hay un tercer tubo
accesorio, generalmente más largo y vertical que sirve para conectar una cámara
fotográfica sin necesidad de lente ocular.
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1.9-Sistema óptico del microscopio
Los microscopios modernos están diseñados para proporcionar imágenes
aumentadas y nítidas de los especímenes que se observan. Los componentes
ópticos están colocados en una base estable que permite un intercambio rápido y
un alineamiento preciso. El sistema óptico está constituido por dos juegos de
lentes: El objetivo y el ocular.
1.9.1.-Los objetivos
Representan el componente óptico más importante del microscopio. Su principal
función consiste en colectar la luz proveniente del espécimen y proyectar una
imagen nítida, real, invertida y aumentada hacia el cuerpo del microscopio.
Constituyen un sistema óptico formado por una o varias lentes, las cuales deben
estar centradas y los ejes ópticos de cada una deben coincidir exactamente para
formar el eje óptico del sistema. Sus lentes están hechas a partir de cristales
(espatos, fluorita, entre otros) con un alto grado de calidad y funcionamiento; su
precio depende del poder de aumento, resolución y de la corrección de las
aberraciones. Muchos fabricantes elaboran objetivos que pueden ser
intercambiados y empleados en microscopios de otras marcas comerciales.
Clasificación:
Tomando en cuenta el grado de corrección de las aberraciones hay dos categorías
de objetivos para el microscopio, los objetivos acromáticos y los objetivos
apocromáticos. En cada categoría se distinguen aún dos grupos, los objetivos
secos y los objetivos de inmersión:
• Objetivos acromáticos: Presentan corrección cromática para la luz azul y roja.
Corrección de esfericidad para el verde. Dan mejores resultados con filtro de luz
de color verde y son ideales para microfotografía blanco y negro. Se asume que
un objetivo es acromático cuando no posee ninguna denominación.
• Objetivos semi-apocromáticos: Elaborados a partir de cristales de fluorita.
Corrigen para el azul, el rojo y en cierto grado para el verde. La corrección de
esfericidad es para dos colores, el verde y el azul. Dan buenos resultados con luz
blanca y están mejor diseñados para la microfotografía en colores.
• Objetivos apocromáticos: Poseen el más alto nivel de corrección de aberraciones
y por ello, son más costosos. Presentan corrección cromática para cuatro colores
(azul oscuro, azul, rojo y verde); corrección de esfericidad para dos o tres colores.
Son los mejores objetivos para microfotografía y video a color. Debido a su alto
grado de corrección, estos objetivos poseen mayores aperturas numéricas que los
acromáticos y las fluoritas. Esto puede ser un inconveniente puesto que el campo
de observación se presenta un poco curvo.
Los tres tipos de objetivos proyectan imágenes con cierta distorsión que se
manifiesta como curvaturas y al ser corregidos para este defecto se denominan
plan-acromáticos, plan-fluoritas o plan-apocromáticos.
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- Objetivos secos y objetivos de inmersión:
Estos objetivos difieren entre sí por la naturaleza del medio interpuesto entre el
cubre-objeto de la lámina histológica y la lente frontal del objetivo. En los objetivos
secos el medio interpuesto es el aire cuyo índice de refracción (n=1) es muy
diferente del índice del vidrio porta y cubre-objeto (n=1,5). Por el contrario, en los
objetivos denominados de inmersión el medio que separa al cubre-objeto de la
lente frontal del objetivo es un líquido cuyo índice de refracción es lo más próximo
al del vidrio. Este líquido puede ser agua destilada (n=1,33) o mejor aún aceite de
cedro, que posee un índice de refracción (n=1,515) casi idéntico al del vidrio.
La ventaja de los objetivos de inmersión consiste en la disminución o eliminación
de la refracción de los rayos luminosos entre el aire y el objetivo, en consecuencia
la luminosidad de la imagen está aumentada, mientras que en los objetivos secos,
está disminuida. El empleo de la inmersión aumenta el ángulo de apertura del
objetivo y permite mayor resolución gracias a la captura de una mayor cantidad de
rayos luminosos refractados (ver fig. 1.20) y solo puede utilizarse con objetivos de
mayor aumento.
- Óptica finita y óptica infinita:
La microscopia de luz o fotónica ha experimentado cambios radicales en sus
sistemas ópticos en los últimos años. El tubo que soporta tanto el revólver por un
extremo, como el ocular por el otro, se confeccionaba con una determinada
longitud y los fabricantes elaboraban objetivos que funcionaban para esa longitud
(longitud finita) que fue estandarizada a 160mm y en algunos casos (Leitz) a
170mm. En muchos modelos de microscopios modernos el tubo no es rectilíneo y
los rayos de luz transmitidos desde el objetivo hacia el ocular son desviados por
prismas, especialmente en los microscopios trinoculares para fotografía. Emplear
objetivos diseñados para una determinada longitud de tubo en otro microscopio
que no corresponda produce incremento en las aberraciones de esfericidad,
ocasionado por una longitud de tubo diferente.
Los microscopios modernos poseen un ensamble complejo de lentes, espejos y
prismas que transmiten la luz desde el objetivo al ocular y actualmente casi todos
los fabricantes están elaborando microscopios que puedan aceptar objetivos
diseñados para realizar una corrección infinita. Tales objetivos proyectan una
imagen al infinito la cual es captada por otra lente que se introduce en el tubo y
que a su vez la proyecta al punto focal del ocular. Los objetivos con esta
corrección poseen el símbolo infinito grabado en la parte externa. Los sistemas
corregidos al infinito son significativos porque corrigen la aparición de imágenes
fantasma que con frecuencia se observa en microscopios anteriores, no obstante
estos nuevos modelos son de mayor tamaño (fig. 1.21).
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Figura 1.21-Esquema que muestra el principio de los objetivos con corrección al infinito.
Modificado de Microscope objetives. Olympus Microscopy Resource Center.
1.10 Estructura de los objetivos:
Generalmente es un tubo cilíndrico que contiene en su interior un revestimiento
anti-reflejos y las diversas lentes colocadas en serie y alineadas (fig. 1.22.). En la
parte externa posee grabadas las especificaciones y características.
Figura 1.22.-Tipos de objetivos. (a) Objetivo acromático que contiene una lente frontal y dos
pares internos, (b) objetivo semi-apocromático o fluorita, con cuatro pares de lentes y (c)
objetivo apocromático que contiene un triplete, dos pares, un menisco y una lente esférica
frontal. Modificado de Davison M, Abramowitz M. Optical Microscopy.
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1.10.-El ocular
El ocular (del latín oculus = el ojo) está formado por lentes que generalmente son
separadas por un diafragma, montadas en las extremidades de un cilindro que va
introducido en la parte superior del tubo. El ocular sirve para observar la imagen
real e invertida que produce el objetivo, ejerciendo dos funciones:
• Aumenta la imagen y la transforma en una imagen virtual, derecha con respecto
a la imagen del objetivo, pero aun invertida, con respecto al objeto. Posteriormente
el ojo endereza la imagen.
• Aplana y aclara el campo óptico o plano circular en el que aparece el objeto.
La lente superior se denomina lente ocular y es la que produce el aumento de la
imagen real del objetivo; la lente inferior también se denomina colectora y es la
que aplana y aclara el campo (fig. 1.23).
Figura 1.23.-Modelos de oculares. (a) Ocular de Huygens, (b) ocular compensador y (c) ocular de
Ramsden. Los oculares negativos (a y b) poseen el diafragma entre las dos lentes (colectora y
ocular) y los oculares positivos poseen el diafragma por debajo de las lentes (c). Modificado de
Digit Life.
1.11 Campo del microscopio:
Se denomina campo del microscopio al círculo visible que se observa en el ocular.
También podemos definirlo como la porción del plano visible observado a través
de las lentes. Si el aumento es mayor, el campo disminuye, lo cual quiere decir
que el campo es inversamente proporcional al aumento del microscopio. La forma
del campo está determinada por el diafragma fijo del ocular, que generalmente es
de forma circular, no obstante el campo puede ser cuadrado y esta forma es muy
útil al realizar estudios de coprología o hematología, en donde se requiere
reconstruir la totalidad del campo de observación de la preparación, lo cual se
dificulta con un campo circular clásico al quedar zonas superpuestas.
El ocular produce un aumento adicional a la imagen proporcionada por el objetivo.
El valor de este aumento está inscrito en la superficie del ocular y generalmente es
de 10x, 12.5x, 15x, 20x o 25x. Otro valor es el número de campo que consiste en
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el diámetro en milímetros de la apertura fija del diafragma, la cual puede variar
desde 18mm hasta 26.5mm.
Los oculares modernos poseen otro tipo de inscripciones que denotan sus
características:
• UW: Ultra wide, en oculares que poseen un campo visual muy amplio.
• H: Para un alto punto focal del observador que usa lentes durante la observación
microscópica.
• K, C, comp: Para oculares compensadores.
• Plan-comp: Objetivos que corrigen curvatura de campo y dan campos planos.
Otra de las aplicaciones del ocular consiste en la cuantificación o medición de
estructuras del espécimen en estudio. En ciertos casos es relevante conocer el
número, tamaño o dimensiones de las células y demás elementos del tejido.
Usualmente se coloca en el plano de la apertura fija del diafragma una pieza
circular de vidrio con una escala o gradilla (fig. 4-9), la cual aparece enfocada y
superpuesta a la imagen del espécimen al encontrarse en el plano de formación
de la misma. Los oculares para la medición poseen un mecanismo de enfoque
mediante rotación. Se debe calibrar la escala de medición del ocular con cada
objetivo que se use. En la actualidad se puede emplear algún software de
computación para realizar mediciones sobre las imágenes digitales y obtener
datos muy precisos, no obstante, el método más económico y de uso más
generalizado es la medición con los oculares.
En ocasiones se coloca en el diafragma del ocular una estructura filamentosa
(alambre, pestaña, cerda) denominada señalador, con la finalidad de indicar de
manera específica alguna estructura en particular en el campo de observación. El
señalador se aprecia como una línea oscura que parte del borde del campo hacia
el centro del mismo.
Muchos oculares modernos poseen una copa de goma cuya finalidad es, por una
parte colocar los ojos a la distancia correcta de observación y por otra, impedir la
formación de reflejos luminosos que dificulten la visualización. Algunos
microscopios binoculares poseen un mecanismo de enfoque del ocular que ajusta
las dioptrías en caso que el observador posea una disminución de su agudeza
visual. El ajuste se realiza por separado tanto para el ojo derecho como para el
izquierdo; de igual manera se ajustan a la distancia interpupilar del observador
(usualmente entre 55 y 75 mm).
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Figura 1.24.-Microfotografía de un frotis de sangre periférica en la que se observa un campo rectangular con una escala de divisiones precisas, que en este caso son en el orden de 1/10 mm. Para determinar el tamaño de una célula se cuenta el número de divisiones que ocupa y la cifra se divide entre el aumento del objetivo empleado, dando como resultado un valor que corresponde al tamaño de la misma. Si la célula mide 7 divisiones, corresponde a 7/10mm; si el aumento del objetivo es 100x, se divide 0.7mm:100 = 0.007mm = 7µm. Tomado de Kapitza H G. (1997).
Microscopy from the very begining. 2ª ed.
1.12 Sistema de iluminación
El sistema de iluminación está constituido por las partes del microscopio que
producen o captan, reflejan y regulan la intensidad de la luz que se utiliza para la
observación microscópica. Uno de los aspectos críticos a considerar en la
microscopía óptica es la fuente de luz que se emplea para iluminar el espécimen.
Si la muestra es iluminada de manera inadecuada, la calidad de la imagen que se
obtiene se verá afectada, aun cuando se disponga de un excelente sistema óptico.
La iluminación óptima debe ser brillante, sin resplandores y en lo posible debe
dispersarse de manera uniforme en el campo de observación.
Si se emplea luz visible (fotones) es usual que al microscopio se le denomine
fotónico. En sus inicios, la microscopía se practicaba con iluminación por reflexión;
se utilizaba un espejo que se orientaba para recoger la luz solar o en su defecto,
luz artificial (la luz de una vela, mechero a gas, lámparas de aceite o petróleo) y la
desviaba hacia la preparación. Este método se mantuvo durante mucho tiempo, en
parte debido al lento perfeccionamiento de las bombillas incandescentes, que
consisten en un globo de cristal en el que se ha hecho el vacío y dentro del cual va
colocado un hilo de metal (platino, carbón, tungsteno, entre otros) que al paso de
una corriente eléctrica se pone incandescente y sirve para alumbrar.
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Con el uso de la bombilla eléctrica se suprime este espejo y los microscopios
pueden utilizarse en cualquier lugar. Sin embargo, algunos modelos de
microscopios actuales, desde los más sencillos y económicos hasta los más
sofisticados, aún poseen un espejo que sirve para desviar la luz producida por la
bombilla, en el caso que ésta no se encuentre alineada con la platina.
El sistema de iluminación está constituido por la fuente de luz, el condensador y
un diafragma o iris. Como regla general, el sistema de iluminación está colocado
debajo de la platina y la finalidad es de iluminar mediante luz transmitida. En la
mayoría de los casos el estudio de las preparaciones histológicas se hace por
transiluminación. En otros casos muy específicos se emplea el método de luz
reflejada, en el cual se ilumina la superficie del espécimen mediante epi-
iluminación. La fuente de luz emite una radiación que es recogida por un
dispositivo denominado condensador, que a su vez forma un cono luminoso
necesario para la visualización con objetivos de mayor aumento.
1.12.1.-Fuentes de luz
Aparte de la luz solar, empleada en microscopios sencillos con espejo, existen
numerosas fuentes de iluminación artificial, tanto para la observación rutinaria
como para la microfotografía. La luz artificial presenta numerosas ventajas tales
como la constancia, la uniformidad y la intensidad; además es muy favorable para
los mayores aumentos. Existen varios tipos de fuentes de luz artificial:
• Bombillas de tungsteno y halógenas: La mayoría de microscopios de luz están
dotados de lámparas de este tipo cuyo poder oscila entre 10W y 100W. Se
emplean como fuentes principales o accesorias. Estas lámparas son radiadores
térmicos que emiten una luz continua en un espectro comprendido entre 300 –
1200 nm. Están constituidas por un bulbo de cristal relleno de un gas inerte y un
filamento de tungsteno que es activado por una corriente eléctrica produciendo
una importante cantidad de luz y calor. Varían mucho en tamaño, diseño y forma.
Producen una luz blanca pero incrementan la intensidad del azul al rojo. La luz
puede ser muy brillante para la observación y se reduce con filtros que disminuyen
la intensidad, denominados filtros de densidad neutra, disminuyendo la intensidad
sin alterar los colores. También se emplean filtros de colores que compensen el
color rojo, de manera que se pueda observar la imagen del espécimen sobre un
fondo iluminado neutro, blanco y claro. El vidrio azul corrige el tinte amarillo que
tiene la luz incandescente y se obtiene una luz suave y agradable que aumenta la
definición.
• Lámparas de arco eléctrico: Son lámparas que pueden contener gases (vapor de
mercurio, xenón o circonio) y son empleadas para proveer una luz monocromática
con filtros apropiados, ideal para microfotografía en blanco y negro o a colores.
También se utilizan en microscopios especiales (fluorescencia).
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• Láser: En los últimos años se ha incrementado el uso de láser (Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Amplificación de Luz por
Emisión Estimulada de Radiación), que consiste en un dispositivo que genera un
haz de luz con características de tamaño, coherencia, forma y pureza controladas.
El láser de argón es uno de los más utilizados, cuya emisión está en el orden de
488-514 nm. Su costo es muy elevado y se emplea principalmente en microscopía
confocal.
• LED: De las siglas en inglés Light-Emitting Diode (diodo emisor de luz) es un
dispositivo emisor de luz con características muy próximas a la luz monocromática
(espectro reducido). La luz se produce cuando una corriente eléctrica pasa a
través del material semiconductor (arseniuro de galio-aluminio) del que están
hechos. Se utilizan en una amplia gama de artefactos y lámparas. En comparación
con las bombillas incandescentes, son más interesantes porque permiten ahorro
de energía con un mayor rendimiento lumínico. Para microscopía se emplean LED
de larga duración que proveen una luz muy brillante y fría; esto último es una gran
ventaja, puesto que no genera calor y la observación es más cómoda para el
usuario. En la actualidad se producen combinaciones de diodos que emiten una
luz blanca.
1.13.-Condensador
Es un dispositivo que tiene por finalidad formar conos luminosos grandes, con
aperturas mayores, necesarios para ver con los objetivos de mayor aumento. El
término condensador puede considerarse inadecuado, ya que no produce una
condensación de los rayos luminosos, por el contrario, produce un aumento de la
sección del cono luminoso que a su vez forma una imagen más clara.
El condensador está conformado por una o varias lentes situadas debajo de la
platina del microscopio, colocadas entre la fuente de luz y el espécimen. El primer
condensador que se fabricó en 1838 (por Dujardin) poseía tres lentes acromáticas.
Al igual que en los objetivos, las lentes del condensador poseen poder de aumento
y también producen aberraciones, sin embargo, éstas también pueden corregirse.
Tipos de condensadores de acuerdo al grado de corrección de aberraciones
ópticas:
• Condensador de Abbe: Es el más simple, sin corrección de aberraciones y el
más económico. Compuesto de dos o más lentes. Puede llegar a tener una
apertura numérica de 1.4 en modelos de tres lentes. Se emplea para observación
de rutina y con objetivos de modesta apertura numérica y amplificación. Una de
las ventajas es el amplio cono de iluminación que puede producir.
• Aplanático: Corrige aberraciones de esfericidad.
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•Acromático: Corrige aberraciones cromáticas. Contiene tres o cuatro lentes
corregidas para el azul y el rojo. Este condensador es útil para observaciones de
rutina con objetivos secos y para microfotografía (blanco y negro o color).
•Aplanático-Acromático: Poseen el más alto nivel de corrección y es el
condensador de elección para microfotografía a color con luz blanca. Puede
contener ocho lentes y su uso es óptimo con inmersión y objetivos de mayor
aumento.
El cono de luz que produce el condensador debe ajustarse de manera apropiada
para optimizar la intensidad y el ángulo de apertura. Cada vez que se cambia un
objetivo se debe realizar un ajuste para obtener el cono de luz conveniente a la
apertura numérica del nuevo objetivo. A menudo no es práctico utilizar el mismo
condensador para un amplio rango de objetivos (2x hasta 100x). Para objetivos de
bajo poder de aumento (menor a 10x) algunos condensadores poseen una lente
frontal adicional que es abatible. La altura del condensador es regulada mediante
un mecanismo activado con un tornillo que lo baja o lo sube, acercándolo o no a la
platina donde está colocado el espécimen.
Además de los condensadores empleados en los microscopios de campo claro,
existe una variedad de modelos de condensadores especializados que se utilizan
en diferentes aplicaciones, cuya finalidad principal es el incremento del contraste
entre los detalles de la estructura del espécimen. Se han desarrollado
condensadores especiales para microscopía de campo oscuro, contraste de fase,
luz polarizada, contraste de interferencia diferencial.
1.14 Diafragma o iris
Es un dispositivo que se coloca inmediatamente debajo de la platina. Debe
permitir cambios en la apertura y con diámetros variables cuya finalidad es la de
obtener conos luminosos cada vez más estrechos y eliminar los rayos de luz
sobrantes. Los primeros diafragmas consistían en un disco de metal con agujeros
de diferente diámetro, el cual se rotaba según la necesidad. Estos discos fueron
substituidos por el iris, otro dispositivo más elaborado y con un diseño que le
permite cambiar de diámetro. La apertura del diafragma se regula en relación con
el tipo de objetivo que se esté utilizando. El diafragma o iris está pintado de negro
con la finalidad de eliminar los rayos de luz reflejada que pueden interferir con la
iluminación del objeto (fig. 1.25).
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Figura 1.25-Iris con mecanismo para variar la apertura. Tomado de Cross M, Cole
M. Modern Microscope.
1.15 Formación de la imagen en el microscopio compuesto
Con la finalidad de facilitar la comprensión de la propiedad de aumento que tienen
las lentes y en consecuencia el microscopio para observar objetos minúsculos, es
necesario conocer algunos aspectos del fenómeno de la visión. El ojo humano
está constituido de tal manera que sólo puede tener una visión clara cuando los
rayos luminosos incidentes son paralelos o ligeramente divergentes, debido a que
la retina requiere la participación del cristalino para enfocar los rayos en su
superficie.
El límite para visión cercana es la mínima distancia a la cual se puede observar
claramente un objeto; varia de un individuo a otro y se estima entre 15 y 25 cm (6
y 10 pulgadas respectivamente), depende de la edad y otros factores. El valor
considerado normal es de 25 cm. El tamaño aparente de un objeto depende del
ángulo formado por dos líneas proyectadas desde el centro del ojo a las
extremidades de dicho objeto (fig. 1.26)
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Figura 1.26. Las líneas dibujadas desde el ojo a A y R forman un ángulo, el cual es dos veces más
grande que el ángulo de las líneas O-W. De igual manera, la distancia del ojo a la flecha OW es
dos veces la distancia del ojo a la flecha AR. La flecha en AR aparece dos veces más grande que
la flecha en OW. Las proporciones se mantienen al alejar o acercar la flecha. Tomado de Hogg J.
The Microscope: Its History, Construction and Applications.
Este ángulo así formado se conoce como ángulo de visión o ángulo visual. La
utilidad de una lente convexa interpuesta entre el ojo y un objeto cercano consiste
en la reducción de la divergencia de los rayos luminosos emanados del objeto, de
manera que puedan entrar al ojo en un estado de moderada divergencia, como si
emanaran de un objeto situado más allá del límite de visión cercana y en
consecuencia se forma la imagen en la retina (fig.1.27).
Figura 1.27. Diagrama que representa una lente bi-convexa cercana al ojo y a una flecha pequeña
(objeto en estudio) cuyos conos dibujados representan parte de los rayos de luz divergentes
emanados de varios puntos. Los rayos emanados del objeto muy cercano, al incidir en la pupila,
son aún tan divergentes que no permiten formar una imagen enfocada en la retina; pero al pasar
primero por la lente son desviados para formar líneas casi paralelas que si pueden ser captadas
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por el ojo si éste está a su vez muy cercano a la lente. Tomado de Hogg J. The Microscope: Its
History, Construction and Applications.
Esos rayos luminosos emanados del objeto cercano y desviados por la lente son
recibidos por el ojo como si fuesen emanados directamente por una flecha (objeto)
más grande, aparentemente situada en el límite de visión cercana del observador
(aprox. 25 cm del ojo). La diferencia de tamaño entre la flecha real y la flecha
imaginaria estará determinada por el poder de aumento de la lente. La imagen
formada no es real, no puede ser proyectada en una pantalla o recogida en una
placa fotográfica; es una imagen mental. Por esta razón la imagen se denomina
virtual y la distancia desde la lente hasta la imagen formada se denomina distancia
focal virtual .
Al interponer una lente bi-convexa entre un objeto y el ojo se incrementa el ángulo
de visión y en consecuencia el objeto se verá más grande (fig. 1.28)
Figura 1.28. Sin la lente colocada en f’g’ el ojo verá la flecha con el ángulo formado por las líneas
punteadas b y c, formando la imagen b’c’. Los rayos b’f’ y c’g’ emanados de las extremidades de la
flecha son refractados por la lente hacia el ojo en dirección f y g, los cuales crean un ángulo visual
mayor que hace que la fecha se vea más grande (d-e). Tomado de Hogg J. The Microscope: Its
History, Construction and Applications.
Lo que se conoce sobre las propiedades de las lentes permitirá comprender el
principio del microscopio compuesto, denominado así, en oposición a la lupa
(microscopio simple) en base a que está conformado por dos sistemas de lentes,
los cuales deben estar centrados, es decir, tener el mismo eje óptico. El primer
sistema, cercano al objeto en estudio, se denomina objetivo, posee una distancia
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focal muy corta y es posible colocar el objeto un poco más allá de su punto focal
para obtener una imagen real, invertida y aumentada.
El sistema de lentes a través del cual el observador examina se denomina ocular y
funciona como una lupa que aumenta la imagen real producida por el objetivo. La
distancia entre el ocular y el objetivo debe ser calculada de manera que la imagen
real obtenida por el objetivo se forme entre el ocular y su punto focal. El aumento
del microscopio dependerá en principio de la longitud focal del objetivo. Mientras
más pequeña sea esta longitud y el objeto se acerque al objetivo, más grande será
la imagen real. El aumento también depende de la distancia focal del ocular y
mientras más corta sea esta, mayor será el aumento (fig. 1.29).
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Figura 1.29. Esquema simplificado que muestra el trayecto que siguen los rayos emanados del
espécimen en estudio y su paso a través de las lentes objetivo y ocular para la formación de las
imágenes. La flecha ab corresponde al espécimen, que está colocado un poco por delante del foco
(f) del objetivo, el cual forma una imagen real, aumentada e invertida en a’b’. Esta imagen se forma
por dentro del foco (f ’) de la lente ocular. El ojo del observador percibirá a través del ocular la
imagen virtual, aumentada y derecha a’’b’’ de la imagen real a’b’. Modificado de Langueron M.
Précis de Microscopie
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Actividades
Microscopio óptico.
Cuestionario.
1. ¿Qué es la microscopía y cuál es su fundamento? 2. ¿Qué son las lentes? ¿Cuáles son sus características y sus propiedades? 3. ¿Qué es la refracción? Cite ejemplos de situaciones de la vida cotidiana en
las que se pueda apreciar este fenómeno. 4. ¿Qué es la reflexión? Cite ejemplos de situaciones de la vida cotidiana en
las que se pueda apreciar este fenómeno. 5. ¿Cuáles son los elementos que se requieren para formar una imagen? 6. Explicar como es la trayectoria de los rayos para la formación de imágenes
en el MO. 7. ¿Cuál es el poder de resolución del MO? ¿Qué significa esto? 8. ¿Cuáles son los factores que determinan el poder de resolución de un
sistema óptico? 9. ¿En qué consiste la capacidad de aumento de las lentes ópticas y cómo se
obtiene? 10. ¿Cómo se logra en enfoque en un microscopio óptico? 11. ¿Cuáles son las propiedades de la lente ocular del microscopio compuesto
y su rol en la formación de imágenes? 12. ¿Cuáles son las diferencias entre un microscopio estereoscópico y un
microscopio óptico?
1.16 Tipos de microscopios.
Existen diversas clases de microscopios, según la conformación, la naturaleza de
los sistemas de luz y otros elementos utilizados para obtener las imágenes.
El microscopio óptico puede ser monocular, binocular, trinocular (para
microfotografía). En los microscopios binoculares la observación se hace con los
dos ojos y esto permite una observación más cómoda y se percibe una mayor
nitidez de los detalles en la imagen. Se fabrican en diferentes tamaños incluyendo
microscopios pequeños portátiles o de viaje. Dentro de los tipos de microscopios
se describen:
• Microscopio vertical: Es el microscopio convencional, perfeccionado a partir de
los modelos antiguos, que posee la fuente de luz ubicada en la base, por debajo
de la platina. Es el microscopio de uso más común.
• Microscopio invertido: La estructura del microscopio es invertida en comparación
al microscopio convencional. La fuente de luz está ubicada por encima de la
platina y el principio de funcionamiento y formación de la imagen es el mismo que
el del microscopio tradicional. Utilizado principalmente para cultivos celulares
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(células vivas) sin una preparación previa y para monitorear actividades
(crecimiento, comportamiento) (fig. 1.30).
Figura 1.30.-Microscopio invertido con el revólver y objetivos por debajo de la platina. La fuente de
luz se ubica en la parte superior. Tomado de Instrumental Pasteur. Microscopio Olympus.
• Microscopio estereoscópico: Este tipo de microscopio proporciona una imagen
estereoscópica, en tres dimensiones (3D) del espécimen. Se fundamenta en la
visión binocular convencional, en la que los dos ojos observan el espécimen con
ángulos levemente distintos. El microscopio estereoscópico debe ser binocular. Se
utiliza para observar especímenes de gran tamaño, sin corte o preparación previa
puesto que emplea luz incidente y no funciona por trans-iluminación. Es ideal para
realizar microdiseccion (fig. 1.31).
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Figura 1.31.-Microscopio estereoscópico. Tomado de Kosmos Scientific de México.
• Microscopio quirúrgico: Es un microscopio que se emplea en microcirugía.
Proporciona un campo muy bien iluminado y un aumento de las estructuras
anatómicas, facilitándole al cirujano una mayor visibilidad de los tejidos sanos y
patológicos que serán manipulados más cuidadosamente y con menores
posibilidades de lesión. Algunos modelos más sofisticados tienen piezas
automatizadas robóticas. Se utiliza principalmente en intervenciones quirúrgicas
en las que se amerite una minuciosa disección, como por ejemplo del cráneo y
cerebro o del globo ocular (fig. 1.32).
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Figura 1.32.-Cirujano empleando microscopio quirúrgico. Tomado de Cerrón, V.
• Microscopios fotónicos especiales: Ciertos especímenes, principalmente las
células vivas o muestras no coloreadas, al ser observados en el microscopio
común de campo claro, muestran un muy pobre contraste de sus estructuras y no
aportan datos relevantes, a pesar del poder de resolución de los objetivos
empleados. Para ello se han creado microscopios con ciertas particularidades que
permiten la observación de ese tipo de especímenes con un incremento muy
satisfactorio del contraste. Entre ellos se citan:
Microscopio de campo oscuro.
Microscopio de luz ultravioleta.
Microscopio de fluorescencia.
Microscopio de polarización.
Microscopio de contraste de fases.
Microscopios interferenciales.
1.17. Microscopio Óptico de Campo Oscuro
En este tipo de Microscopio, el espécimen es iluminado por un cono hueco de luz,
obtenido por medio de un condensador especial generalmente. En esta forma los
rayos no son percibidos por el observador y el campo se presenta oscuro. El MO
de Fase Oscura permite detectar estructuras menores que las que detecta el de
campo claro.
De manera similar a un cielo nocturno en el cual brillan las estrellas o al iluminar
con una linterna un cuarto oscuro y las partículas de polvo flotantes en el aire se
tornan visibles porque reflejan o difractan la luz, los especímenes observados al
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microscopio de campo oscuro se ven blancos y brillantes sobre un fondo oscuro
(negro).
La iluminación de campo oscuro se puede realizar tanto mediante luz transmitida
(trans-iluminación) como con luz incidente (epi-iluminación). En el primer caso,
para lograr el efecto se requiere bloquear la parte central del rayo de luz que
normalmente pasa a través y alrededor del espécimen, de tal manera que sólo sea
iluminado por rayos oblicuos. La manera más fácil y económica de lograrlo
consiste en colocar un filtro circular opaco (por ejemplo círculos de cartulina negra
o una moneda adherida a un círculo de vidrio o plástico transparente) bajo el
condensador de un microscopio compuesto ordinario. Esta maniobra funciona bien
con objetivos de 10x-40x; el diámetro del circulo opaco debe ser de
aproximadamente 16-18mm para un objetivo de 10x cuya apertura numérica sea
de 0.25. Para un objetivo de 20x o 40x con una apertura numérica de 0.65, el
diámetro del círculo opaco debe oscilar entre 20-24mm. Para la iluminación con
luz incidente o iluminación oblicua se emplea un filtro en forma de luna en cuarto
decreciente (en forma de C), obteniéndose una interesante imagen con relieve (fig.
1.32).
El método más apropiado consiste en el empleo de un condensador característico
que además mejora la resolución (12, 15) (fig. 6-3). Con este dispositivo se forma
un cono hueco de luz (cuyo centro es oscuro) que incide lateralmente sobre la
muestra y sólo los rayos que son difractados o reflejados por las estructuras
penetran en la lente objetivo y la célula aparece como un objeto luminoso sobre un
fondo oscuro.
Figura 1.32 -Modelos de filtros de fácil realización para lograr la técnica de campo oscuro
(izquierda y centro) e iluminación oblicua (derecha, en cuarto decreciente). Para campo oscuro el
diámetro de la máscara negra central dependerá del objetivo que se emplee. Con objetivos de
mayor aumento y apertura numérica, se requiere un disco negro de mayor diámetro. Modificado de
Wim van Egmond (2002). 'Easy to make' contrast enhancement filters for the microscope dark-field,
oblique and Rheinberg illumination.
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Figura 1.33.-Configuración esquemática del principio de iluminación de campo oscuro (luz
transmitida). El filtro opaco es de forma circular y forma un cono de luz vacío que incide sobre el
espécimen en forma oblicua y los rayos refractados, difractados y reflejados por el espécimen
penetran en el sistema óptico del microscopio para formar la imagen. Modificado de Davison M,
Abramowitz M. Optical Microscopy. Olympus Microscopy Resource Center.
Actividades: Microscopio óptico de fase oscura.
Cuestionario.
1. Explique cómo se forma la imagen en este tipo de microscopio.
2. ¿Cuál es la diferencia con el MO de fase clara?
3. ¿Cuáles son las aplicaciones de este microscopio? ¿Para qué se lo utiliza?
4. Un microscopio de fase oscura ¿es lo mismo que uno de contraste de fase?
Fundamente su respuesta.
Averigüemos un poco más…
- Nombrar y explicar al menos dos tipos más de microscopios.
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1.19.Microscopio Electrónico
El principio esencial del Microscopio Electrónico (ME) fue descubierto por un
medico aleman, Hans Busch en 1924. Pero su desarrollo se produjo a partir de
1930.
Es un instrumento de observación de gran precisión. Emplea un haz de
electrones, (en vez de una haz de corriente de luz como sucede en el MO)
propagados en el vacío y bobinas imantadas en sustitución de las lentes.
Se utiliza el Microscopio Electrónico para el examen visual de estructuras
demasiado pequeñas que no pueden ser resueltas con el MO.
Existen dos tipos de Microscopios Electrónicos, el Microscopio Electrónico
corriente o te transmisión (MET) y el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) o
“sacanning. Ambos utilizan electrones acelerados por altos voltajes como fuente
de radiación electromagnética.
EL MET fue el primero en desarrollarse. Requiere de muestras muy finas, ya que
solo los electrones que atraviesan el objeto pueden ser enfocados en una simple
imagen plana por el campo magnético del objetivo. La característica sobresaliente
del MEB es su calidad tridimensional y cualquiera sea el objeto produce una
sensación de realidad normalmente ausente en micrografías realizadas por otros
medios.
Es conveniente primero conocer 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.
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La posibilidad de lograr un mayor poder de resolución no se vislumbró hasta que
se realizaron dos descubrimientos científicos que fueron decisivos:
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. 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).
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1.19.1 -Nociones elementales
1.19.1.1 El electrón libre: Haz de electrones.
En el año 1897, J. J. Thompson detectó al electrón y lo definió como la primera
partícula elemental, lo que quiere decir que no puede ser dividida en
constituyentes más pequeños. El átomo está compuesto por tres tipos de
partículas, los protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones
conforman el núcleo del átomo y los electrones giran en una nube alrededor del
núcleo. Los electrones se representan con la letra e-; poseen una masa en reposo
de 9,1 × 10-31 kg y tienen una carga eléctrica negativa (-1,6 × 10-19 coulomb).
Son determinantes en las uniones de los átomos entre sí y su movimiento produce
una corriente eléctrica. En condiciones especiales pueden ser separados de los
átomos de ciertos metales. La energía cinética y el movimiento de los electrones
se incrementan con la temperatura a causa del aumento en la vibración de los
iones, los cuales chocan con los electrones y los aceleran. Si la temperatura
aumenta, algunos electrones pueden adquirir suficiente velocidad y en
consecuencia se despegan, abandonando la superficie del metal. La pieza de
metal (que debe ser como un alambre fino) se puede calentar haciendo pasar una
corriente eléctrica.
En una cámara al vacio, el filamento se carga con un potencial negativo (cátodo) y
se aplica un fuerte campo electrostático entre el alambre y otra superficie
adyacente positiva (ánodo). Al aplicar electricidad, los electrones acelerados se
desprenden del cátodo hacia el ánodo. La velocidad a la cual los electrones viajan
dependerá de la fuerza del campo magnético entre el cátodo y el ánodo. El
número de electrones que se desprenderán dependerá de la temperatura a la cual
es calentado el alambre, la cual a su vez depende de la cantidad de corriente que
pasa por el mismo. De esta manera se forma un haz de electrones libres
colimados (paralelos entre sí) que viajan a gran velocidad en un alto vacío.
Si hay moléculas de aire presentes entre el cátodo y el ánodo, los electrones libres
chocarán con las moléculas de gas del aire y serán detenidos o dispersados por
esas colisiones. En el vacio los electrones viajan en línea recta y si no son
afectados por campos electrostáticos o magnéticos, la velocidad será constante.
El diámetro del haz puede variar dependiendo de varios factores :
• El haz tiene tendencia a ensancharse, debido a que los electrones se repelen por
su carga eléctrica. Cuanto más elevada sea la intensidad del haz (y por lo tanto el
número de electrones), mayor será la sección transversal del mismo (y su
diámetro).
• Para obtener un haz muy fino hay que corregir la divergencia característica del
haz. La lente electromagnética permite la concentración del haz al crear un campo
magnético (cuando pasa una corriente eléctrica por una bobina formada por un
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hilo de material conductor). Este campo concentra y aproxima los electrones y se
reduce el diámetro del haz.
Debido a que se estudian elementos de dimensiones atómicas, es necesario,
como en la descripción de la luz visible, emplear la definición cuántica de la
naturaleza de los electrones. Hay que considerar al electrón como onda en ciertas
condiciones y como partícula en otras. La colisión de dos electrones se
comprende mejor al imaginar a cada electrón como una partícula; sin embargo, al
estudiar fenómenos tales como la difracción, los electrones deben ser
considerados como ondas.
1.19.2 Técnicas de microscopía electrónica
El principio de la microscopía electrónica es muy similar al de la microscopia de
luz y se han desarrollado dos principales técnicas:
1. Microscopía electrónica de transmisión: Se observa a través del espécimen
(trans- iluminación). El espécimen se corta en láminas ultrafinas (en el orden de
nanómetros) que se colocan en una rejilla de cobre, la cual es bombardeada con
un haz de electrones enfocado. Una silueta del espécimen se proyecta en una
pantalla fluorescente o placa fotográfica situada por debajo del mismo. La
resolución puede ser de 0,2nm.
2. Microscopía electrónica de barrido: Se observa la superficie de un espécimen
sólido (epi-iluminación). Se puede lograr una resolución de 10nm y un aumento
hasta de 20.000x. Se producen imágenes muy interesantes en 3D
(tridimensionales) gracias a una mayor profundidad de campo. Se escanea la
superficie del espécimen con un haz de electrones (primarios) y los electrones que
rebotan (secundarios) son recogidos por un detector. La señal se observa en un
monitor de televisión. Los átomos del espécimen producen rayos X que también
son detectados.
1.19.2.1.-Diseño del microscopio electrónico de transmisión
A partir del modelo construido por Knoll y Ruska en 1931 (fig.5-1), varias casas
comerciales (RCA, Siemens, GE, entre otras) han producido diversos modelos de
microscopios electrónicos modernos, pero todos ellos basados en el modelo
original.
1.19.2.1.1 Conformación del microscopio electrónico de transmisión:
• Una cámara al vacío, el cual es generado por una bomba.
• Una columna donde se genera y viaja el haz de electrones.
• Un sistema óptico que forma una imagen en una pantalla fluorescente o en una
placa fotográfica.
• Circuito electrónico estabilizador de voltaje.
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Como se vio anteriormente, el haz de electrones se obtiene calentando el
filamento del cátodo; los electrones se aceleran aplicando un voltaje entre el
cátodo y el ánodo. El cátodo posee un potencial altamente negativo.
El sistema óptico consiste en un condensador que concentra y dirige el haz de
electrones hacia el espécimen; una lente objetivo y otra lente proyectora, las
cuales en conjunto producen una imagen aumentada que se proyecta en una
pantalla fluorescente o una película fotográfica.
El espécimen se coloca en un dispositivo que permite moverlo en dos direcciones,
en un plano perpendicular al plano del eje del microscopio. La columna posee un
sistema de vaciado conectado a bombas de difusión o bombas mecánicas que
crean el vacio.
El alto voltaje negativo aplicado al cátodo es producido por un circuito eléctrico de
alto voltaje y las corrientes aplicadas a las lentes son producidas por circuitos de
bajo voltaje. Las bombas de difusión e incluso las lentes (en ciertos modelos de
microscopios) son enfriadas mediante un mecanismo de circulación de agua (14).
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Figura 1.34.-El primer microscopio electrónico desarrollado por Knoll y Ruska (1931). (1) Tubo de
descarga, (2) cátodo, (3) válvula, (4) espacio para lente electrostática (opcional), (5) lente
magnética objetivo, (6) lente de proyección, (7) columna de alto vacío, (8) salida a la bomba de
vacío, (9) caja de Faraday para medir la corriente del haz de electrones, (10) pantalla fluorescente
o placa fotográfica, (11) válvula para medir el vacío, (12) apertura del ánodo, (13) aperturas o
diafragmas, (14) válvula de vacío, (15) ventana de observación, (16) pantalla fluorescente
removible para observación, (17) cámara. Nótese que este primer modelo carece de
condensador.Modificado de Freundlich M. (1963).
1.19.2.2. Elementos que conforman el microscopio electrónico de transmisión:
• Emisor de electrones:
Al igual que en el microscopio fotónico, la fuente de irradiación es pequeña, a
partir de la cual se genera un estrecho haz de electrones. El haz de electrones de
alta energía puede obtenerse de varias maneras:
- Por emisión termoiónica: Es la forma más común y se realiza a partir de un
delgado filamento de tungsteno dispuesto en forma de V. El metal debe calentarse
a una muy alta temperatura mediante una corriente eléctrica (muy alto voltaje)
para acelerar a un número importante de electrones que se desprenderán de la
punta de la V. Los electrones que se liberan tienden a formar una nube próxima a
la superficie del metal y con la aplicación de un campo eléctrico entre el filamento
(cátodo) y una porción de la columna (ánodo) los electrones son acelerados. Otros
materiales pueden ser empleados en la confección del cátodo, tales como oxido
de bario, platino, lantano, entre otros (fig. 1.35).
-Por emisión de campo: Se aplica un fuerte campo eléctrico (109 Vm) para extraer
los electrones del filamento de metal (tungsteno). La temperatura es mucho menor
que en la emisión termoiónica. Se obtiene un haz de electrones de mayor
intensidad y se requiere de un vacío absoluto.
Figura 1.35-Filamento de hexaboride de lantano LaB6. Tomada de The Electron Gun. Electron
Microscopy.
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• Condensador:
Con la introducción del condensador, conformado por una lente electromagnética,
el haz de electrones puede ser enfocado de manera más precisa en el espécimen.
La lente está colocada aproximadamente a media distancia entre el cátodo y el
plano del objeto (equivalente a la platina en el microscopio fotónico). En algunos
microscopios se coloca un doble condensador con la finalidad de lograr mayor
resolución y aumento; de esta manera se reduce el riesgo de daño térmico y
contaminación del espécimen. En la búsqueda de un mayor aumento, es
necesario emplear un haz de electrones más potente e intenso, lo cual literalmente
quema el espécimen, de allí que la observación deba hacerse rápidamente para
que el tiempo de exposición a los electrones sea corto.
• Sistema óptico:
Un microscopio electrónico de transmisión funciona de manera análoga al
microscopio de luz. En lugar de un haz de fotones, se emplea un haz de
electrones aumentado y enfocado ya sea por lentes eléctricas (electrostáticas) o
magnéticas (electromagnéticas). Un electrón al moverse por un campo magnético
cambia su dirección y se desplaza en ángulo recto con respecto a la dirección del
campo magnético. El grado de desviación es inversamente proporcional a la
fuerza del campo y a la carga del electrón. De igual manera, un electrón que se
mueve en un campo eléctrico también cambia su dirección. Como resultado de la
atracción entre una placa de carga positiva y la carga negativa del electrón, éste
último es desviado hacia la placa. En consecuencia, hay dos vías para desviar los
electrones con la finalidad de utilizarlos de manera análoga a un rayo de luz y
producir una imagen aumentada de un objeto. Esto se logra mediante un campo
eléctrico o mediante un campo electromagnético. Ambos tipos de campos serían
empleados como “lentes”.
Los tipos de lentes empleadas en el microscopio electrónico obedecen entonces a
dos modelos, las lentes electrostáticas y las lentes electromagnéticas. Durante
años los fabricantes se han debatido entre ambos tipos de lentes, con la finalidad
de demostrar cual lente era la más eficiente y daba mejores resultados. Los
modelos electromagnéticos demostraron ser superiores.
- Propiedades de las lentes electromagnéticas: Las propiedades de las lentes son:
• Cada campo magnético posee una simetría axial y actúa como una lente para los
electrones.
• Todas las lentes electromagnéticas son positivas.
• La velocidad de los electrones no se ve afectada.
• La imagen formada está rotada e invertida en relación al objeto.
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Aberraciones:
Las mismas aberraciones que afectan las lentes ópticas de cristal afectan la
formación de las imágenes en las lentes electromagnéticas:
• Aberración de esfericidad: Es la más importante en la microscopía electrónica y
es el factor que más limita el poder de resolución.
• Distorsión: Cambios en la imagen de la forma de los objetos (en barril, en
almohadilla y distorsión espiral).
• Curvatura de campo.
• Astigmatismo.
• Aberraciones cromáticas: Originadas por variaciones en la velocidad de los
electrones, los cuales pueden abandonar el cátodo emisor a diferentes
velocidades, las cuales pueden ser modificadas al ser sometidos a la aceleración
por la diferencia de voltaje.
• Otras: producidas por la rotación de los electrones al pasar por el campo
magnético.
La mayoría de microscopios electrónicos emplean lentes electromagnéticas. Una
razón de peso es que las lentes electrostáticas, en comparación a las magnéticas,
son más sensibles a la calidad del vacío y limpieza de los componentes; de igual
manera, en las primeras, algunas aberraciones son más severas y requieren de
campos electrostáticos muy poderosos los cuales pueden ocasionar alteraciones
eléctricas dentro de la columna del microscopio, afectando el haz de electrones.
El sistema óptico se emplea para producir una imagen del espécimen.
Generalmente se colocan tres lentes:
- Lente objetivo: Es la más importante, pues determina el poder resolutivo del
microscopio.
- Lente intermedia.
- Lente de proyección: En algunos casos es doble. La función de esta lente es la
de producir el aumento final.
• Platina:
Cumple una función similar a la platina en el microscopio fotónico garantizando el
intercambio de especímenes y el movimiento preciso del mismo durante la
observación. En el microscopio electrónico de transmisión la platina es un
dispositivo extraíble en el cual se coloca la rejilla de cobre sobre la cual se ha
depositado el corte ultrafino del tejido. La platina debe conservarse muy limpia, de
lo contrario se verá afectado el movimiento de la muestra, entorpeciendo la
observación.
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• Pantalla o visor y la cámara fotográfica:
La imagen se proyecta en una pantalla fluorescente en la cual la energía cinética
de los electrones se transforma en luz gracias a la fluorescencia. La pantalla
consiste en una superficie revestida de una capa de cristales de sulfato de zinc.
Cada cristal es una unidad que emana luz cuando sobre ella inciden electrones y
en consecuencia la resolución de la pantalla dependerá de la talla de los cristales.
Las imágenes pueden grabarse en una película fotográfica. Al igual que los
fotones, los electrones al incidir sobre la emulsión fotográfica producen cambios
en los cristales de bromuro de plata, obteniéndose un negativo en blanco y negro,
que una vez revelado por métodos clásicos fotográficos puede ser copiado en
papel. De esta manera se obtiene la microfotografía (micrografía) electrónica.
• Sistema de vacío:
Los electrones al chocar con las moléculas de aire se dispersan y luego de
repetidas colisiones son detenidos. Esta dispersión puede arruinar las
posibilidades de obtener imágenes bien definidas. Es por ello que el haz de
electrones empleado en la microscopia electrónica debe viajar en un espacio al
vacío, es decir, bien evacuado y sin moléculas de aire. La diferencia de alto voltaje
entre el cátodo y el ánodo podría ocasionar descargas si existiera un número
suficiente de moléculas de gas que facilitarían la ionización en este espacio. De
allí que es necesario mantener una baja presión de gas en la cámara donde se
encuentra el filamento emisor de electrones, lo cual a su vez alarga el tiempo de
vida útil del mismo al prevenir la oxidación del filamento de tungsteno. Un vacío
deficiente se identifica gracias a las descargas producidas.
La presión del aire en la columna del microscopio debe estar entre 10-4 a 10-5
mm Hg. Esto es considerado como alto vacío y se produce mediante el uso de
bombas mecánicas que extraen el aire del interior de la columna del microscopio.
Las bombas pueden ser de difusión en las cuales las moléculas de aire difunden
en vapor de aceite y de mercurio.
1.19.3 -Diseño del microscopio electrónico de barrido
Los cortes finos de tejido no muestran el arreglo tridimensional de los
constituyentes celulares y aunque la tercera dimensión puede ser reconstruida a
partir de cortes seriados, es un método largo y pesado. El microscopio electrónico
de barrido permite la visualización de las muestras en 3D y el haz de electrones no
atraviesa la muestra, por el contrario, incide sobre la superficie de la misma y los
electrones secundarios son captados por un detector y la señal es enviada a una
pantalla de televisión. La profundidad de campo obtenida por este microscopio es
considerable; la imagen es constituida de zonas brillantes y zonas oscuras que
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dan un aspecto tridimensional. Sin embargo, solamente la superficie puede ser
observada. La técnica se emplea para estudiar células intactas y tejidos.
1.19.3.1 Componentes básicos del microscopio electrónico de barrido (fig.1.36):
• Sistema de alto vacío.
• El filamento emisor de electrones (cátodo).
• Lentes (electromagnéticas, electrostáticas o superconductoras).
• Generador del escaneo: El haz de electrones es desplazado por la superficie del
espécimen de una manera predeterminada.
• Detector de electrones secundarios.
• Pantalla de televisión.
Figura 1.36.-Diagrama esquemático que muestra los componentes fundamentales del microscopio
electrónico de barrido. Modificado de Nixon W. The General Principles of Scanning Electron
Microscopy.
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El haz de electrones o electrones primarios, al incidir en la superficie de la muestra
genera electrones secundarios, los cuales se originan del espécimen y son
colectados por un detector de electrones. Además de electrones secundarios,
también se producen rayos X, infra-rojos, y ultravioleta.
El espécimen es colocado en una platina portaobjeto y puede ser desplazado o
rotado en varias direcciones, permitiendo un amplio rango de posibilidades de
observación.
Otros accesorios pueden añadirse al microscopio, tales como computadoras para
análisis directo, impresoras, videocámaras, circuito cerrado de televisión, entre
otros (fig. 1.37).
Figura 1.37. -Microscopio electrónico de barrido. A la izquierda se aprecia el microscopio
propiamente dicho, notablemente la columna y la cámara en la cual se coloca el espécimen. A la
derecha los monitores acoplados para la observación de las imágenes en 3D. Tomado de The
Science and Education Resource Center , Charleton College.
1.19.4 Formación de la imagen en los microscopios electrónicos
Los pasos básicos de la formación de la imagen en el microscopio electrónico,
tanto de transmisión como de barrido son (figs. 1.38,1.39 y 1.40):
1. Un haz de electrones se forma en el cátodo y es acelerado hacia el espécimen
gracias a un potencial eléctrico positivo.
2. El haz de electrones es enfocado mediante el empleo de lentes
electromagnéticas.
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3. En la muestra irradiada ocurren interacciones las cuales afectan el haz de
electrones.
4. Las interacciones y efectos son detectadas y transformadas en una imagen.
5. La imagen es formada en un dispositivo (pantalla fluorescente, monitor de
televisión, placa fotográfica).
Figura 1.38-Representación esquemática del sistema óptico del microscopio electrónico de
transmisión, en el cual se aprecia un proceso de aumento en tres etapas y la formación de la
imagen. Modificado de Sjöstrand F. (1967). Electron Microscopy of Cells and Tissues. Vol. 1,
Instrumentation and Techniques.
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Figura 1.39.-Esquema que muestra de manera simplificada la formación de la imagen en el
microscopio electrónico de transmisión. Modificada de Electron Microscopy.
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Figura 1.40..-Esquema que muestra de manera simplificada la formación de la imagen en el
microscopio electrónico de barrido. Modificada de Electron Microscopy .
1.19.4.-Poder de resolución: Aumentos
El poder de resolución está determinado en parte por la longitud de onda de la
radiación empleada para iluminar el espécimen y es inversamente proporcional a
la misma, es decir, a menor longitud de onda, mayor poder de resolución. El haz
de electrones puede tener longitudes de onda variables, las cuales influyen en el
límite de resolución que a su vez dependerá del voltaje empleado para acelerar los
electrones.
Con el microscopio electrónico se puede alcanzar una resolución de
aproximadamente 40.000 veces más que el poder de resolución del microscopio
de luz y 2 x 106 veces el poder de resolución del ojo humano.
1.19.4.1.-Aumentos en el microscopio electrónico
En el microscopio fotónico para obtener imágenes a mayores aumentos,
simplemente se cambia el objetivo. En el microscopio electrónico esto no es
posible y el aumento se obtiene modificando el haz de electrones y el voltaje de la
lente proyectora, puesto que el aumento de la lente objetivo es fijo. Por ejemplo,
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para observar a mayores aumentos es necesario utilizar una mayor e intensa
radiación de electrones y modificar la distancia focal de la lente proyectora, pero
disminuyendo a su vez el diámetro del haz, con un tiempo de exposición del
espécimen sumamente corto. Al intensificar el haz de electrones se incrementa
también la temperatura y se puede quemar la muestra que se observa. Al
aumentar la potencia del haz se reduce el tamaño del área que se observa y el
campo visual representa áreas muy diminutas en el objeto. Para un aumento de
aproximadamente 80.000x, el diámetro del área del campo visual es menor a un
micrón (1µm). Esta área diminuta que se observa ocupará todo el diámetro de la
pantalla de observación o de la placa fotográfica. De manera inversa, para
observar a menores aumentos, el haz de electrones posee un mayor diámetro y el
área de observación a su vez también es mayor; en consecuencia, a mayor
diámetro del haz de electrones, menor aumento y a menor diámetro del haz,
mayor aumento.
1.19.5.-Preparación de los especímenes. Contraste. Aplicaciones
1.19.5.1.-Microscopía electrónica de transmisión
La resolución que se puede lograr con el microscopio electrónico depende del
espesor del corte del tejido y de factores que determinen el contraste. Si el corte
es grueso se enmascaran los detalles finos, los cuales se hacen cada vez más
imperceptibles y oscuros debido a la superposición de elementos que se
presentan en los diversos planos de profundidad. De allí que es imperativo el
empleo de cortes ultrafinos.
De manera resumida, los pasos necesarios en el procesamiento del tejido antes
de ser observado al microscopio electrónico de transmisión son los siguientes:
1. Fijación: El tejido debe ser fijado, endurecido y preservado con tetraóxido de
osmio (OsO4) y glutaraldehído, con un cuidadoso manejo del pH (con cacodilato
de sodio), para mantener las membranas y las proteínas celulares en una malla
tridimensional resistente. Los aldehídos crean puentes cruzados entre sí y enlaces
covalentes con los grupos amino que estén libres en las proteínas. De esta
manera se previene la degradación oxidativa por la muerte del espécimen.
2. Contraste: Las organelas y estructuras de interés deben ser electrón-densas y
contrastar con el fondo (background). La electrondensidad se incrementa con el
número atómico de los elementos y solo átomos pesados crean contraste. Se
contrasta con tetraóxido de osmio, acetato de uranilo o citrato de plomo.
3. Deshidratación: El espécimen va a estar en el vacío y no puede contener agua,
pues esta se evaporará y dispersará los electrones. El agua se elimina mediante
alcoholes en grado creciente de concentración.
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4. Inclusión: El espécimen deshidratado se coloca en óxido de propileno y resinas
epóxicas o acrílicas, las cuales se endurecen y forman un bloque sólido de
plástico muy duro.
5. Corte: Se emplea un ultramicrótomo que permite rebanar el tejido en cortes
ultrafinos con una cuchilla de diamante, logrando cortes del orden de los 100 nm.
Los electrones tiene un bajo poder de penetración y no es conveniente usar cortes
gruesos.
6. Observación y toma de micrografías.
Algunas aplicaciones del Microscopio electrónico de transmisión:
• Estudios de ultraestructura de tejidos vegetales, animales y humanos.
•Realización de estudios de histoquímica e inmunohistoquímica para
identificarcompuestos específicos.
• Reconocimiento de virus y sus características ultraestructurales.
• Estudios de citoquímica.
• Estudios de estructuras moleculares.
• Determinación de estructura cristalina en minerales, metales y otros materiales.
• Estudio de fases y zonas cristalinas en polímeros.
• Determinación del tamaño de partículas.
• Cambios estructurales de materiales sometidos a diferentes tratamientos.
1.19.5.2.-Microscopía electrónica de barrido
La preparación de los especímenes difiere un poco de la preparación para el
microscopio electrónico de transmisión, pues el microscopio electrónico de barrido
muestra imágenes en tres dimensiones (3D) en aumentos de hasta 20.000x y una
resolución que puede llegar a los 5nm.
1.19.5.2.1 Preparación de la muestra:
1. Fijación: Según métodos estándar de fijación.
2. Deshidratación: Mediante varios métodos, pero uno de los más utilizados es el
de deshidratación por punto crítico en CO2, en el cual el agua pasa rápidamente
de estado líquido a vapor sin ebullición. La deshidratación por alcohol produce
artificios en el espécimen y no es utilizada.
3. Corte: Algunos especímenes no ameritan ser rebanados, pues se observará la
superficie del mismo.
4. Contraste: El espécimen deshidratado es revestido por una capa de grafito o de
oro.
5. Observación y toma de microfotografías.
Algunas aplicaciones del Microscopio electrónico de barrido:
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• Morfología de células y tejidos animales, humanos o vegetales (91).
• Morfología interna de células y tejidos.
• Morfología superficial de minerales.
• Formas de cristalización de minerales.
• Cambios morfológicos de materiales sometidos a tratamientos químicos.
• Estudio de moléculas.
• Reconocimiento de fósiles.
1.19.6.-Microfotografía electrónica: Interpretación de las imágenes
Al observar y estudiar las microfotografías electrónicas se debe ser muy cuidadoso
en la interpretación de las imágenes de la ultraestructura celular. Muchas
interrogantes han persistido en la mente de los microscopistas, quienes han
tratado de explicar y buscar respuestas a ellas. Durante muchos años se ha
planteado la duda si en realidad lo que se observa en las micrografías electrónicas
de transmisión corresponde a la realidad, o si por el contrario, es el aspecto de los
elementos celulares modificados por las sustancias y métodos empleados en el
procesamiento del tejido (artificios de técnica); o debidos a la muerte celular y sus
efectos en el citoplasma, notablemente en los lisosomas. Estas dudas sobre los
artificios de técnica han podido disiparse (en parte) mediante el uso de controles
negativos y al comparar entre sí las micrografías de microscopía de luz,
electrónica de transmisión y de barrido. Con el empleo de técnicas más recientes
como inmunofluorescencia y microscopía confocal muchas estructuras presentes
en la célula han sido estudiadas, corroborando su aspecto morfológico observado
previamente en las micrografías electrónicas.
El contraste observado en las microfotografías electrónicas de transmisión
depende de ciertas propiedades del espécimen, del sistema óptico del microscopio
y de las condiciones de iluminación y reproducción fotográfica.
Las regiones del espécimen que contienen metales pesados empleados en la
obtención del preparado, aparecen como regiones oscuras (electron-densas)
debido al poder que poseen los átomos del metal pesado en dispersar los
electrones que inciden sobre la muestra. Las regiones del espécimen (por ejemplo
cristales) que poseen una mayor densidad aparecerán más oscuras que las
regiones vecinas amorfas (fig. 1.41). A mayor cantidad de metal depositado,
mayor electrondensidad, lo cual permite un marcado contraste, el cual es revelado
en una amplia gama que va desde el negro, pasando por los tonos de gris hasta
llegar al blanco; esto último representa las zonas en las que no se depositó el
metal. Variaciones en el espesor del espécimen afectan la interpretación debido a
la superposición de elementos; a mayor espesor, mayor contraste, de allí que el
espesor del corte debe ser mínimo (alrededor de 100 nanómetros). Los cortes son
colocados en una rejilla (portaobjeto) de cobre revestida de una película plástica y
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este material puede incrementar la granulosidad en la imagen y puede interferir
seriamente con el contraste de la microfotografía.
Las microfotografías electrónicas de barrido muestran una imagen 3D
(tridimensional) del espécimen analizado. En la micrografía las zonas más oscuras
corresponden a los planos más profundos y las zonas más claras a los planos más
superficiales del espécimen, a partir de los cuales se originó una mayor cantidad
de electrones secundarios. Al componerse la imagen de zonas claras y oscuras se
puede apreciar el relieve y las depresiones, que en conjunto, conformarán el
aspecto tridimensional (fig. 1.42).
Figura 1.41.- Microfotografía electrónica de una mitocondria al Microscopio electrónico de
transmisión. Las zonas más oscuras son denominadas electron-densas y las zonas claras son
denominadas electron-lúcidas. Nótese la variada electrondensidad, la cual depende del grado de
afinidad de las estructuras por los metales empleados para el contraste. Aumento 60.000x.
Tomada de Raisman, J., González A. Hipertextos en el área de biología. Microscopía electrónica.
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Figura 1.42.- Microfotografía electrónica de un glomérulo renal al Microscopio electrónico de
barrido. La imagen obtenida se observa en tres dimensiones, donde la profundidad de campo
permite visualizar los diversos relieves. Aumento 1.200x. Tomada de Raisman, J., González A.
Hipertextos en el área de biología. Microscopía electrónica.
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO.
Cuestionario. 1. ¿Cuáles son las propiedades físicas del electrón que le permiten ser
empleado para la obtención de imágenes microscópicas? 2. ¿Cuál es el poder de resolución del ME? 3. ¿En qué consiste la técnica de microscopía electrónica de transmisión? 4. ¿En qué consiste la técnica de microscopía electrónica de barrido? 5. Enumere los elementos que conforman al microscopio electrónico de
transmisión y cite las propiedades de cada uno de ellos. 6. Explique el mecanismo de formación de las imágenes en el ME de
transmisión y el ME de barrido. 7. ¿Cómo se logra el aumento de las imágenes en el microscopio electrónico,
tanto de transmisión como de barrido? 8. ¿Cómo se logra el contraste de la muestra en la microscopía electrónica? 9. Establezca semejanzas y diferencias entre la microscopía electrónica y la
microscopía óptica.
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Esquema Conceptual
Propiedades Ópticas de las lentes Propiedades Físicas
de la Luz
Apertura Numérica
Sistemas Ópticos
Poder de Resolución
Leyes de la Refracción y Difracción
Longitud de Onda
MICROSCOPIO
OPTICO
Naturaleza del
Mat. Biológico
Sistemas Materiales
(Dimensiones)
M.O.C
Contraste de fases
Fluorescencia
Técnicas para la
Observación Cito e
Histológicas
Finalidades
Especiales
SISTEMAS
ELECTRONICOS
MICROSCOPIO ELECTRONICO
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Actividad extra… De la siguiente lista de investigadores menciona cual ha sido
el aporte de cada uno para el desarrollo de la citología como ciencia.
Investigadores
Antón Van Leeuwenhoek
Jan Purkinje
Robert Brown
Schwann y Schleiden
Rudolf Virchow
Robert Hooke
Marcello Malpighi
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Bloque I. Tema 2.2
TÉCNICAS CITO-HISTOLÓGICAS.
El conocimiento actual que se posee respecto a la estructura de las células
y tejidos ha requerido de la aplicación de determinados procedimientos y la
utilización de instrumentos de precisión que permitan observar y analizar
una estructura tan pequeña como una célula. Estas técnicas son
denominadas Citológicas, si su finalidad es observar células y su
estructura, o Histológicas si la finalidad del procedimiento es observar
tejidos y su conformación.
Todo material biológico, previo a ser observado, deber ser preparado lo
que quiere decir que se adecua para optimizar la observación. La
preparación de la muestra dependerá del tipo de material biológico y de las
condiciones de experimentación aplicables al mismo.
Existen dos tipos de observaciones basándose en la materia a analizar:
Observaciones inmediatas, en la cual se observa un espécimen
vivo.
Observaciones mediatas, se observa material biológico extraído
después de la muerte del organismo (post- mortem).
Los instrumentos que se utilizan son un factor determinante de las
técnicas cito- histológicas, ya que dependiendo de su poder de aumento,
de resolución y tipo de muestra a ser observada, permitirá identificar las
estructuras del material biológico. Una lupa, un MO, un MET y un MEB
son instrumentos diferentes que nos permiten ver cosas diferentes.
El objetivo de la investigación citológica o histológica es el que determinará
que metodologías e instrumentos se aplicarán.
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ACTIVIDAD.
Elaborar un seminario que conste de una producción escrita y una oral en el cual queden plasmadas las técnicas cito- histológicas más importantes utilizadas para el estudio de las células y los tejidos. El escrito constará de 6 hojas máximo, una de estas estará destinada a la carátula, otra a la bibliografía consultada y 4 hojas para el desarrollo teórico.
Los temas sobre los cuales deberá investigar y posteriormente plasmar un resumen son los siguientes: - Fraccionamiento celular.
- Cultivo in vitro de células y cultivo de tejidos.
- Citometría de flujo.
- Radioautografía.
- PCR
- Electroforesis.
- Transgénesis
De cada tema investigado debe explicar, breve pero concisamente, el procedimiento de cada técnica, las etapas que involucra, las variantes de la técnica (en caso que haya), la preparación del material a ser utilizado, las bases científicas del procedimiento, las aplicaciones de cada metodología en la citología e histología
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Bloque I. Tema 3
CITOLOGÍA. Esta sección del cuadernillo de actividades está dedicada a la Citología, comúnmente denominada Biología celular, y en ella vamos a estudiar la organización de la célula. Pero, ¿A qué llamamos célula? “Una célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos”. Las células pueden aparecer aisladas o agrupadas formando organismos pluricelulares. En ambos casos la célula es la estructura más simple a la que consideramos viva. Hoy se reconocen tres linajes celulares presentes en la Tierra: las arqueas y las bacterias, que son procariotas unicelulares, y las células eucariotas, que pueden ser unicelulares o formar organismos pluricelulares. Las procariotas (anterior al núcleo) no poseen compartimentos internos rodeados por membranas, salvo excepciones, mientras que las eucariotas (núcleo verdadero) contienen orgánulos membranosos internos. Uno de los compartimentos membranosos de las eucariotas es el núcleo. Toda célula, procariota o eucariota, es un conjunto de moléculas altamente organizado. De hecho, posee numerosos compartimentos con funciones definidas. Vamos a considerar a un compartimento celular como un espacio, delimitado o no por membranas, donde se lleva a cabo una actividad necesaria o importante para la célula. Uno de los compartimentos presentes en todas las células es la membrana plasmática o plasmalema, que engloba a todos los demás compartimentos celulares y permite delimitar el espacio celular interno del externo. La célula eucariota posee compartimentos internos delimitados por membranas. Entre éstos se encuentra el núcleo, delimitado por una doble unidad de membrana, en cuyo interior se encuentra el material genético o ADN que contiene la información necesaria para que la célula pueda llevar a cabo todas las tareas para su supervivencia y reproducción. Entre el núcleo y la membrana plasmática se encuentra el citosol, un gel acuoso que contiene numerosas moléculas que intervienen en funciones estructurales, metabólicas, en la homeostasis, en la señalización, etc. Cabe destacar a los ribosomas que interviene en la producción de proteínas, el citoesqueleto en la organización interna de la célula y para su movilidad, numerosos enzimas y cofactores para el metabolismo y muchas otras moléculas más. En el citosol también se encuentran los orgánulos, que son compartimentos rodeados por membrana que llevan a cabo funciones como la digestión, respiración, fotosíntesis, metabolismo, transporte intracelular, secreción, producción de energía, almacenamiento, etc. Las mitocondrias, los cloroplastos, los peroxisomas, los lisosomas, el retículo endoplasmático, entre otros, son orgánulos. El citoplasma es el citosol más los orgánulos que contiene.
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Bloque I. Tema 3.1
MEMBRANA PLASMÁTICA
Introducción
La estructura que separa al contenido de la célula del medio externo es la
Membrana Plasmática. Se trata de una delgada película de 5nm de espesor,
compuesta por una bicapa lipídica continua con proteínas intercaladas o adheridas
a su superficie.
La membrana plasmática solo puede verse con el microscopio electrónico, que
revela sus numerosas diferenciaciones y los distintos tipos de uniones que la
conectan con las membranas de las células adyacentes.
Pese a su extrema delgadez, le membrana celular no solamente determina la
composición diferencial entre el citosol y el medio extracelular, sino que, entre
otras importantes funcione, es el instrumento fundamental mediante el cual las
células se comunican entre sí y se relacionan con las matrices extracelulares.
También se encarga de regular el intercambio de iones y moléculas entre la célula
y el medio extracelular.
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Cuestionario Guía:
Estructura de la Membrana Celular
1. Realizar el esquema de la membrana plasmática, indicando sus partes.
2. La membrana plasmática posee diferentes componentes estructurales,
nombrar a cada uno de ellos indicando las características, variables y funciones de
los mismos.
3. “La estructura de las membranas se basa en las características físico-
químicas de los lípidos que la componen”. Explicar a que hace referencia esta
oración.
4. Todas las células comparten como característica común poseer una
membrana plasmática, pero, las membranas plasmáticas de las células
procariotas, eucariota animal y eucariota vegetal, ¿son iguales? Fundamente su
respuesta.
Glucocáliz
1. Esquematizar el glucocáliz celular indicando los componentes.
2. Explicar las diversas funciones que cumple.
3. ¿Quiénes son los principales responsables de unir a la célula con la matriz
extracelular? ¿Cómo lo hacen?
Funciones de la Membrana Celular
1. ¿Cuál es la importancia de la membrana plasmática para la célula?
Fundamentar la respuesta relacionando con los procesos celulares en los cuales
interviene.
2. ¿Qué componente de la membrana determina la fluidez de la membrana? y
¿Qué factores intervienen?
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3. Explicar que son las “balsas de lípidos” en las membranas y cuál es la
función que cumplen.
4. Cuando la membrana plasmática de una célula se rompe o daña, ¿Qué
procesos celulares ocurren y que finalidad tienen?
Uniones de Membrana
1. Explicar para que se establecen uniones de membrana entre las células
continuas.
2. Las uniones de membrana ¿se establecen entre todas las células de los
tejidos? Fundamente la respuesta.
3. Explicar los distintos tipos de uniones de membrana que se presentan entre
las células animales y entre las células vegetales.
4. En 1963 fue descrito por Farquhar y Palade el Complejo de Unión. Explique
brevemente las características y localización de cada uno de sus componentes,
como también su función (zonula occludens; zonula adherens; macula adherens).
5. ¿A que se denomina uniones “nexus”? ¿y Uniones GAP? Explique sus
funciones.
Pasaje de Sustancias
La permeabilidad de la membrana determina que sustancias pueden ingresar a la célula, muchas
de las cuales son necesarias para mantener los procesos vitales y la síntesis de sustancias.
Regula también el pasaje de agua y la salida de productos de desecho que deben ser
eliminados…
Hagamos un Repaso
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1. ¿Qué quiere decir la expresión “la membrana plasmática es semipermeable”?
¿Por qué ocurre esto y con qué finalidad?
2. Explicar el rol de la membrana plasmática en la creación de gradientes
iónicos.
3. Realizar un cuadro comparativo de los distintos tipos de Pasaje de sustancias
a través de la membrana plasmática.
4. Indicar el tipo de transporte que interviene en:
- El movimiento floemático de savia.
- La distribución de oxígeno.
- La alimentación de animales unicelulares.
-La producción de orina.
- La formación de la pared celular.
- La digestión celular en fagosomas.
5. ¿Cuál es la diferencia entre una porina y una cadherina?
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AUTOEVALUACIÓN.
Indicar cuáles de las siguientes oraciones son falsas y cuales verdades.
La membrana plasmática separa el medio interno celular del externo.
Los glucosaminoglucanos son moléculas hidrófobas, es decir, repelen el
agua.
Los primeros microscopios se inventaron a principios del siglo XVII.
La ultraestructura celular se observó gracias a los microscopios ópticos compuestos.
Entre las funciones de las membranas está la creación de gradientes iónicos para la síntesis de ATP.
Los tejidos animales tienen más o menos la misma cantidad de matriz
extracelular.
La molécula más abundante de la matriz extracelular en los tejidos
animales es el colágeno.
Los glucosaminoglucanos son polisacáridos que están presentes en la
matriz extracelular.
Los proteoglucanos poseen glucosaminoglucanos.
Los lípidos son los principales responsables de unir la célula a la matriz
extracelular.
Los glúcidos anclados a los lípidos o a las proteínas se disponen en la cara
intracelular de la membrana plasmática.
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Bloque I. Tema 3.2
C I T O E S Q U E L E T O
Introducción
El citoesqueleto solo se presenta en las células eucarióticas; es una estructura
tridimensional dinámica que llena el citoplasma, y que contribuye a la integridad de
la célula.
Está constituido por proteínas del citoplasma que se polimerizan en estructuras
filamentosas. Estas estructuras actúan como un músculo y como un esqueleto
para el movimiento y la estabilidad. Es responsable de la forma de la célula y del
movimiento de la célula en su conjunto, del movimiento de orgánulos en el
citoplasma y transporte intracelular (por medio de proteínas motoras), media
procesos de endocitosis y exocitosis, participa activamente en la mitosis y en los
procesos de modulación de receptores de superficie (define la conformación y
función de los receptores), crea compartimientos (favorece la organización
funcional); y participa en los procesos de interacciones intercelulares.
Las fibras largas del citoesqueleto son polímeros de subunidades. El tipo primario
de fibras que componen el citoesqueleto son:
Microfilamentos (filamentos de actina), Microtubulos y Filamentos
intermedios.
Cada una de estas estructuras posee proteínas asociadas características.
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3.2.1 Citoesqueleto Cuestionario Guía:
1. Componentes del Citoesqueleto: Completar el siguiente cuadro con la ayuda de la bibliografía
Características Microtúbulos Microfilamentos Filamentos
Intermedios
Estructura
Proteínas que lo
componen
Función
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Cuestionario Guía:
1. Nombrar y explicar las funciones del citoesqueleto.
2. ¿Cuáles son las proteínas accesorias del citoesqueleto y qué función
cumplen? Pista: son tres y una de ellas son las Proteínas reguladoras.
3. ¿Qué papel cumplen las Proteínas microtubulares asociadas (MAPs) en los
microtúbulos?
4. Sobre la superficie de los microtúbulos se encuentran proteínas motoras que
movilizan los materiales en la célula de un lugar a otro ¿Cuáles son esas
proteínas? ¿Cómo actúan cada una de ellas? Explique brevemente.
5. ¿A qué hace referencia la expresión “polimerización y despolimerización de los filamentos de actina?
6. Describa en forma breve qué funciones cumplen las proteínas fijadoras de actina.
7. ¿De qué manera intervienen los filamentos proteicos en el movimiento
celular?
8. Realice el esquema de los componentes del esqueleto celular.
9. ¿En qué otras estructuras celulares se encuentran los microtúbulos? ¿Qué
funciones cumplen?
10. Los filamentos intermedios ¿tienen polaridad al igual que los microtúbulos?
11. El siguiente es un esquema que indica la distribución de los distintos tipos
de filamentos en la célula. Indicar cuál de ellos pertenece a la distribución de
los microtúbulos, cual al de los filamentos intermedios y cual al de los
microfilamentos de actina.
a- b- c-
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3.2.2 Cilios y Flagelos.
Cuestionario Guía:
1. ¿Cuál es la diferencia entre un cilio y un flagelo? Y ¿En que se asemejan?
2. Explicar el siguiente gráfico del corte longitudinal y transversal de un cilio.
3. ¿Por qué se dice que tienen un patrón 9+2?
4. ¿Qué función cumple la dineína?
5. ¿Cuáles son las funciones de los cilios y flagelos? Indicar en que células del
cuerpo humano se presentan.
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AUTOEVALUACIÓN.
Marcar la respuesta correcta…
La actina de los microfilamentos: a- Es una proteína fibrilar b- Es una proteína globular c- No es una proteína d- Se contrae activamente
Los filamentos intermedios están formados principalmente por: a- Desmina b- Vimentina c- Desmina y vimentina d- Queratina
¿Cuál de las siguientes NO es función de los microtúbulos?: a- formar el axonema de cilios y flagelos b- intervenir en el transporte vesicular c- participar en la emisión de lamelipódios d- formar cuerpos basales
La proteína asociada con el movimiento ciliar es: a- la dineína b- la queratina c- la vimentina d- la tubulina
El citosol es: a- El espacio comprendido entre la membrana plasmática y el núcleo b- El medio interno celular, que rellena los espacios existentes entre
compartimientos c- El conjunto de organelas de la célula y el medio que las rodea d- El medio interno de la célula, metabólicamente inerte
En el transporte de vesículas con neurotransmisores desde el cuerpo de la neurona hasta el final del axón, participan:
a- microtúbulos y dineína b- microtúbulos y quinesina c- filamentos de actina d- filamentos intermedios
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Bloque I. Tema 3.3
S I S T E M A DE E N D O M E M B R A N AS
Introducción
El citoplasma es atravesado por un complejo sistema laberíntico de túbulos,
vesículas y sacos aplanados constituidos por membranas y extensamente
comunicados entre si, tanto en células animales como vegetales.
Una de las características distintivas de las células eucariotas respecto de las
procariotas es su alto grado de compartimentalización.
Se trata de una vasta red membranosa que subdivide al citoplasma en dos
compartimientos principales Uno comprendido dentro de las membranas y otro
situado por fuera de ellas.
La presencia de un núcleo bien diferenciado, con una envoltura nuclear que
confina el material genético al interior del núcleo, es sólo un aspecto de la
separación espacial de funciones dentro de la organización celular. El
citoplasma, a su vez, se encuentra recorrido en todas direcciones por un
sistema de sacos y túbulos, cuyas paredes de membrana ofician de límite entre
la matriz citoplasmática y la luz o cavidad del sistema. Este conjunto de
estructuras membranosas, incluida la envoltura nuclear, se conoce como
sistema de endomembranas (SE) o sistema vacuolar citoplasmático (SVC).
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3.3.1 Envoltura Nuclear Cuestionario Guía
1.Realizar una explicación del siguiente esquema del poro nuclear, indicando
la función de las partes:
2.La envoltura nuclear está formada por dos membranas:
a) Explique cuáles son esas membranas y cómo están compuestas cada
una de ellas.
b) ¿Cómo se denomina el espacio entre amabas membranas? ¿Qué
función cumple?
3.Explique cómo se lleva a cabo el pasaje de sustancias a través del poro y
como es regulado este proceso.
4.¿Cómo se llaman las proteínas que forman el complejo del poro?
5.La cantidad de poros nucleares varía según el tipo de célula. ¿A qué se
debe esta variación?
6.Indicar cuáles de las siguientes oraciones son verdaderas y cuáles son
falsas, expresando porque son falsas las últimas.
a) La replicación del ADN se produce en el retículo endoplasmático rugoso.
b) Las células eucariotas se caracterizan por poseer un solo núcleo. c) El núcleo está formado por la envuelta nuclear y el nucleoplasma. d) La envuelta nuclear separa el citoplasma del nucleoplasma. e) La envuelta nuclear está formada por una membrana donde se
sitúan los poros nucleares como proteínas transmembrana. f) En la envoltura nuclear se produce síntesis de proteínas. g) La composición química de la envoltura externa e interna de la
membrana nuclear son similares.
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h) La lámina nuclear mantiene la integridad estructural de la envuelta nuclear.
i) Si no existiera la barrera selectiva de la membrana nuclear, entre el nucleoplasma y el citoplasma, no se podría regular la expresión génica en las células eucariotas.
j) Se denomina cromatina al ADN. k) La cromatina se encuentra en el citoplasma. l) La eucromatina es un tipo de cromatina poco condensada. m) La heterocromatina facultativa es cromatina condensada que no se
descondensa durante tras la interfase. n) El nucléolo no se puede observar con el microscopio óptico, solo
con el electrónico. o) El nucléolo está relacionado con la síntesis de ribosomas. p) El centro fibrilar del nucléolo es donde fundamentalmente se da la
transcripción de los genes que producen el ARN ribosómico. q) Hay multitud de copias de los genes a partir de los cuales se
producen el ARN ribosómico.
3.3.2 Retículo Endoplasmático Grueso (RER)
1. ¿Cuál es la función que lleva a cabo el RER?
2. Indicar que sucede con las proteínas sintetizadas por el RER.
3. ¿Por qué se considera que la membrana nuclear es una extensión del
RER?
4. Averiguar en qué tipos de células del cuerpo humano se presenta mayor
cantidad de RER y relacionar con la función de estas células.
5. ¿Cuál es la relación funcional entre el RER y los lisosomas?
6. “Cualquier proteína que se secrete o que forme parte de los orgánulos
o compartimentos de la ruta vesicular empieza su proceso de síntesis
en el citosol pero terminará en el interior de una cisterna del retículo o
formando parte de sus membranas”. Explicar como ocurre el proceso de
traslocación de las proteínas desde el citosol hacia el interior de las
membranas del RER.
7. Las proteínas que se sintetizan en los ribosomas adosados a la membrana
del RER son modificadas conforme van siendo sintetizadas. ¿Cuáles son
estas modificaciones y para que ocurren?
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3.3.3 Retículo Endoplasmático Liso (REL)
1. ¿En qué se diferencia estructuralmente el REL con el RER?
2. El REL producen la mayoría de los lípidos requeridos para la elaboración
de las nuevas membranas de la célula. ¿Cuáles son estos lípidos? ¿Todo
el proceso ocurre en el REL o intervienen otros sectores de la célula?
3. ¿Qué funciones cumple dentro de la célula? Explicar cada una de ellas...
Pista: una de estas funciones es el almacenamiento de calcio intracelular,
faltan aun 4 funciones más.
4. ¿En qué tipo de células predomina el REL?
5. Esquematice los RE, indicando sus dominios y las partes constitutivas.
3.3.4 Aparato de Golgi
1. ¿Cómo está formado el Aparato de Golgi estructuralmente?
2. La técnica del reactivo de Schiff-ácido peryódico marca los glúcidos del
Golgi y esto hace que se puede ver con el microscopio óptico. Explicar en
qué consiste la técnica.
3. ¿Por qué se dicen que los dictiosomas son estructuras polarizadas?
4. ¿Cuáles son las funciones que lleva a cabo el Aparato de Golgi?
5. El número de dictiosomas oscila entre 3 a 8, ¿A qué se debe esta variación
en el número de cisternas?
6. Explicar como ocurre el transporte de sustancias desde el lado cis la lado
trans de A.G.
7. ¿Cómo se relaciona con los demás componentes del sistema de
endomembranas?
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Actividad extra…
Indicar los nombres de cada una de las partes numeradas en el siguiente diagrama, que ilustra la interacción de los componentes del Sistema de Endomembranas.
¿Qué es el circuito no vesicular y que orgánulos intervienen en él?
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Bloque I. Tema 3.4
ORGANULOS CITOPLASMATICOS
Introducción
Se denominan orgánulos llamados también organelas, organelos o mejor
elementos celulares, a las diferentes estructuras suspendidas en el citoplasma
de la célula eucariota, que tienen una forma y unas funciones especializadas bien
definidas, diferenciadas y que presentan su propia envuelta de membrana lipídica.
La célula procariota carece de la mayor parte de los orgánulos.
Las mitocondrias, los plastidios, peroxisomas, lisosomas, ribosomas, y también los
centríolos, son estructuras que forman parte del citoplasma de las células, y se
agrupan en dos grupos de acuerdo a la presencia o no de membrana.
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3.4.1 Mitocondrias
Las mitocondrias son orgánulos que aparecen en prácticamente todas las
células eucariotas. Una excepción son los arqueozoos, eucariotas que no
poseen mitocondrias, probablemente porque las perdieron durante la
evolución. Están formadas por una membrana externa, una membrana interna
con muchos pliegues denominados crestas mitocondriales, un espacio
intermembranoso y un espacio interno delimitado por la membrana interna
denominado matriz mitocondrial. La morfología de las mitocondrias es muy
cambiante y puede variar desde largas estructuras ramificadas a pequeños
elipsoides. Se pueden dividir y fusionar entre sí con facilidad, con la
consiguiente mezcla de sus ADNs.
Cuestionario Guía:
1.Las mitocondrias están compuestas por dos membranas y a su vez por
dos compartimientos u espacios. ¿Cuáles son las diferencias entre la
membrana externa y la interna de las mitocondrias?
2.Las mitocondrias son las fuentes productoras de energía para las
células, pero también intervienen en otros procesos metabólicos
celulares ¿Cuáles son esas funciones? Explíquelas brevemente.
3.Indique las partes constitutivas de la mitocondria.
4.¿Qué codifica el ADN mitocondrial? Y ¿Cuáles son sus características?
5.Las mitocondrias tienen un sistema propio de replicación gracias a sus
ribosomas. Explique cómo se lleva a cabo este proceso.
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3.4.2 Cloroplastos
Los cloroplastos son orgánulos generalmente grandes (1 a 10 micras) que
están presentes en las células de las plantas. Una célula de una hoja puede tener
de 20 a 100 cloroplastos. Su forma es variable, desde esférica o elíptica a mucho
más compleja. Los cloroplastos forman parte de un conjunto de orgánulos
denominados plastidios o plastos. Los plastidios poseen en su interior ADN, el
cual ha mantenido unos 250 genes derivados de su ancestro bacteriano, los
cuales codifican para ARN ribosómico, ARN de transferencia y para ARN
mensajero. Este último se traducirá en proteínas para la división, y para la
realización de la fotosíntesis en el caso de los cloroplastos.
Cuestionario:
1. Los cloroplastos tienen una estructura compleja, formada por la
envoltura, el estroma, los tilacoides y las granas. Describa cada una de
ellas indicando la función que cumplen.
2. esquematizar un cloroplasto indicando sus partes.
3. Los leucoplastos, los amiloplastos, los proteinoplastos, los
elaioplastos, los cromoplastos y los cloroplastos son plastidios que
derivan de los denominados proplatidios, que están presentes en las
células meristemáticas y dependiendo del tipo celular se convertirán en
un tipo de plastidio u otro. ¿Cómo ocurre esta diferenciación? ¿Qué
orgánulo celular interviene en el proceso?
4. ¿Cuál es la importancia biológica del cloroplasto dentro de los
ecosistemas?
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3.4.3 Ribosomas
1.¿Qué funciones cumple?
2.¿Cuándo y por quien fueron descubiertos los ribosomas?
3.¿En qué momento del ciclo celular son activos? ¿Por qué?
4.Se conoce que los ribosomas están formados por dos subunidades,
¿Cómo ocurre la unión de estas dos partes y en qué momento ocurre?
5.¿Con que otros orgánulos celulares está relacionado?
6.Explicar las diferencias entre los ribosomas procariotas y los eucariotas.
4.3.4 Peroxisomas y Lisosomas
Los lisosomas son orgánulos donde se produce la degradación de moléculas y los
peroxisomas aquellos donde ocurren reacciones metabólicas, principalmente β-
oxidación y eliminación de peróxido de hidrógeno. En ambas organelas la
degradación es llevada a cabo por determinadas enzimas.
Cuestionario:
1. ¿Cuáles son las enzimas presentes en cada orgánulo? ¿Qué función tienen
cada una?
2. ¿Cuál es el pH interno de estos orgánulos?
3. Explicar los distintos tipos de lisosomas indicando la función de cada uno.
4. Si estos orgánulos poseen contenidos capaces de degradar compuestos
complejos, entonces ¿cómo se protegen las proteínas que se encuentran
en la membrana de ser digeridas?
5. Hay tres vías por donde llegan a los lisosomas las moléculas que se tienen
que degradar; explicar cada una.
6. Indicar y explicar brevemente las funciones de los peroxisomas dentro de
las células.
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7. En las células vegetales los peroxisomas intervienen en otras funciones
además de la eliminación del peróxido de hidrogeno. ¿Cuáles son estas
funciones?
8. En los tripanosomas, parásitos causantes de la malaria, existen unos
peroxisomas especializados ¿Cómo se denominan y qué función cumplen?
9. Explicar la biogénesis o formación de ambos orgánulos.
4.3.5 NUCLEO
Todas las células eucariotas poseen núcleo. En las células somáticas los núcleos
tienen tamaños específicos que varían con la actividad nuclear. Por ello se habla
de la relación núcleo- citoplasmática (proporción óptima entre el volumen
citoplasmático y el nuclear).
El núcleo es la organela más voluminosa de las células eucariotas y está rodeado
por dos membranas; cada una de ellas es una bicapa fosfolipídica que contiene
muchos tipos diferentes. La membrana nuclear define el núcleo en sí. En muchas
células la membrana nuclear externa se continúa con el retículo endoplasmático
rugoso y el espacio entre las membranas interna y externa se continúa con la luz
del RER.
Las dos membranas nucleares parecen fusionarse en los poros nucleares, que
funcionan como canales que regulan el desplazamiento de sustancias entre el
núcleo y el citosol. En un núcleo en interfase, los cromosomas están dispersos y
no tienen espesor suficiente para ser detectados con el microscopio óptico. Sin
embargo, puede reconocerse con facilidad al nucléolo. La mayor parte del RNA
ribosómico se sintetiza en él y algunas proteínas ribosómicas también se agregan
a los ARN ribosómicos. La sub-unidad ribosómica sintetizada en todo o en parte
pasa a través de un poro nuclear hasta el citosol.
Con el microscopio electrónico se distinguen regiones no nucleares del núcleo,
denominadas nucleoplasma, que contiene zonas de elevada concentración de
ADN, a menudo asociadas en grado estrecho con la membrana nuclear. Proteínas
fibrosas denominadas láminas forman una red bidimensional a lo largo de la
superficie interna de la membrana interna, que le confiere la forma y parece fijar el
ADN. La degradación de esta red tiene lugar al comienzo de la división celular.
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Cuestionario Guía:
4.3.5.1 ESTRUCTURA DEL NUCLEO
1. Describa detalladamente los componentes encontrados en el núcleo.
2. Realice el esquema del núcleo e indica las partes mencionadas en el
ítem anterior.
3. Las formas de los núcleos celulares es muy variada, ¿Por qué ocurre
esta diferenciación en las formas y el tamaño de los núcleos?
Fundamente su respuesta.
4. Las células eucariotas se caracterizan por poseer un núcleo delimitado,
sin embargo se conoce que algunas células somáticas carecen de este
orgánulo. Explique este fenómeno y las implicancias de que una célula
sea anucleada.
5. ¿Por qué una célula necesita separar el ADN del citoplasma, cuando
esto le supone un considerable consumo de recursos?
Pista: Para responder esta pregunta deberás tener conocimientos
relacionados con la evolución de las células.
4.3.5.2 CROMATINA Y CROMOSOMAS
a) ¿Cuáles son las diferencias entre la cromatina y el cromosoma?
b) Explicar la estructura de los cromosomas. Esquematizar un cromosoma
típico y los cromosomas sexuales indicando las diferencias estructurales
que presentan.
c) ¿Cuál es la estructura del ADN en el cromosoma?
d) Cuando se observa al microscopio electrónico un núcleo de una célula
en interfase aparecen zonas claras y oscuras.
- ¿A qué tipo de cromatina corresponden las zonas claras y a
que tipo las oscuras?
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- ¿En qué se diferencian estos tipos de cromatina?
e) Describa cuales son las Histonas que están comprometidas en el
enrollamiento de la cromatina.
f) Realice el esquema de los grados de enrollamiento de la cromatina.
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Bloque I. Tema 3.5
C I C L O C E L U L A R
Introducción
Todas las células del cuerpo proceden de la división de células preexistentes. Las
células que se encuentran en la mayor parte de los organismos pluricelulares se
han formado a partir de la división de una única célula, el cigoto, que se forma tras
la unión (fecundación) de un óvulo y un espermatozoide. La división celular
proporciona la base para el crecimiento, tanto en los seres que se reproducen
sexualmente como en los que lo hacen asexualmente, y para la transmisión de las
características hereditarias de una generación de células a la siguiente.
En la formación de las células corporales (células somáticas) el proceso de
división nuclear es lo que se conoce como mitosis. Por la mitosis, cada “célula
hija” está segura de recibir un juego completo de instrucciones genéticas. La
mitosis es un sistema de reparto en el que se distribuyen los cromosomas y el
DNA que contienen, asegurando así la continuidad de las generaciones celulares.
En los organismos que se reproducen asexualmente, la mitosis es el único
mecanismo para la transmisión de la información genética. En los organismos que
se reproducen sexualmente, los progenitores tienen que producir células sexuales
(gametos o células germinales) que contienen sólo la mitad del número normal de
cromosomas, de modo que los nuevos individuos se forman tras la unión de los
gametos masculino y femenino que se producen en los órganos reproductores
mediante un tipo especial de división reduccional llamado meiosis.
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Cuestionario guía:
1) Ciclo celular y División celular ¿son el mismo proceso? Fundamente su respuesta.
2) Diferenciar los distintos momentos del ciclo celular indicando las características más sobresalientes del mismo y la estructura del material genético- DNA- en cada una de ellas.
3) Caracterizar el control del ciclo celular. 4) Las células procariontes ¿presentan ciclo celular? Fundamentar la
respuesta. 5) En el epitelio de revestimiento del intestino grueso el periodo G1 es de corta
duración, ¿Por qué ocurre esto? 6) ¿Cuál es la importancia del ciclo celular en la vida de los organismos? 7) ¿Cuáles son las diferencias entre la mitosis y la meiosis? 8) La etapa final de la división celular ¿es la telofase? Fundamente su
respuesta. 9) La meiosis I y la meiosis II ¿Son iguales? Fundamente su respuesta. 10) Explicar la importancia de la meiosis para la diversidad biológica.
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TRABAJO PRÁCTICO INTEGRADOR
TEMAS: CÉLULA- MICROSCOPIA
1) Identificar las diferencias estructurales y organizativas de los siguientes
tipos celulares:
a) Neuronas vs Celulas de músculo estriado esquelético.
b) Células del epitelio de revestimiento del intestino vs epitelio de la
piel.
c) Tricoma Vs Vaso xilemático
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d) Célula del epitelio de revestimiento del árbol bronquial vs cigoto.
e) Espermatozoide Vs Plasmodium vivax.
2) Responder V (Verdadero) o F (Falso) según corresponda justificando.
a) En la membrana plasmática las proteínas desempeñan diversas
funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con
la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del
reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.
b) La forma de las células depende de la función que cumplen.
c) Una célula eucariota es aquella en la cual encontramos un núcleo
definido por una membrana nuclear que encierra y aísla a los
cromosomas circulares del citoplasma celular.
d) Un fosfoglicérido está formado por una molécula de glicerol
esterificado con un ácido fosfórico y dos ácidos grasos de cadena
larga.
e) Las células vegetales presentan cilios y flagelos para su movilidad y
las animales no.
f) La diferenciación entre célula procariota y eucariota se basa en el
grado de sedimentación de sus ribosomas.
g) La estructura de la membrana plasmática puede observarse con el
MO.
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h) El espacio intermembranoso de las mitocondrias presenta un
contenido de solutos muy diferente al del citosol y esto se debe a
que la membrana que lo delimita es impermeable.
i) En los organismos unicelulares y procariontes, la división celular está
asociada con la reproducción y permite la aparición de dos replicas
exactas de cada individuo.
j) En las membranas del REL se encuentran enzimas que intervienen
en la síntesis de colesterol y acetato.
k) El REL modifica a las sustancias agregando grupos fosfato, sulfato o
ácidos grasos; y realiza la biosíntesis de los gangliósidos
glucoesfingolípidos (mediante el agregado en secuencia de
monosacáridos nucleótidos- monosacáridos a la ceramida o al
aceptor glucolípido).
l) Los Plasmodesmos son conexiones citoplasmáticas, por las cuales
quedan comunicadas las células animales hijas luego de una división
celular.
m) En los cloroplastos se lleva a cabo la fotosíntesis de las plantas, que
es un proceso catabólico en el cual los productos finales son
obtenidos por degradación de sustancias complejas.
3) Denotar las similitudes y diferencias que presentan las siguientes células
justificando la raíz de las mismas.
a) Célula adiposa y osteocitos (célula ósea).
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b) Glóbulo rojo y Fibroblasto.
c) Neurona y Astrocito.
d)
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Celulas del musculo liso y celulas del musculo cardiaco.
4) Completar el siguiente esquema conceptual de la ontogenia de las células a
partir del cigoto.
Cigoto
Ectodermo
Células del epitelio
del árbol traqueal y
del intestino.
Lateral
Células de …
Cresta neural Células de las …
Endodermo
Células sanguíneas.
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5) Realizar un cuadro comparativo entre la transcripción y la traducción en las
células procariotas y eucariotas, tomando como mínimo 5 parámetros de
comparación.
6) Explicar la diferencia que existe entre la anafase de la mitosis y la anafase I
de la meiosis.
7) Las Histonas que están comprometidas en el enrollamiento de la cromatina
son las proteínas con una alta proporción de lisina y argina, ¿Por qué se da
esto?
8) Las células que se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes,
¿Qué quiere decir esto? Y ¿Cuál es la base biológica que las mantiene en
ese estado?
9) ¿Cuáles son las diferencias estructurales y organizativas que existen entre
los siguientes flagelos?:
Flagelo de célula animal
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Flagelo de Procariota
10) Clasificar a las bacterias según:
a. Morfología.
b. Localización del flagelo.
c. Cubierta protectora.
11) Definir:
a) Fisión binaria.
b) Mitosis.
c) Meiosis.
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12) Identificar el tipo de célula y completar los cuadros con los constituyentes
estructurales.
13) Las células de los tejidos vegetales varían según su ubicación en el cuerpo
de la planta, de la siguiente imagen tomar 3 tipos celulares como ejemplos
y realizar una diferenciación morfológica y fisiológica entre ellos, tomando
como mínimo 5 parámetros.
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14) Completar el siguiente cuadro con la célula análoga respecto a función:
Célula animal Célula vegetal
Osteocito (célula del tejido
óseo- huesos-)
Célula epidérmica
Fibroblasto (célula del tejido
conectivo)
Estomas (células
epidérmicas especializadas
en el intercambio gaseoso)
Células madres
totipotenciales
15) ¿El huevo de una gallina es una célula? Esquematizar las partes del huevo
para responder la pregunta.
16) En el MO:
a) Se observa (marcar la/s respuesta/s):
Núcleo.
Mitocondrias.
Cloroplastos.
Lisosomas.
Estructura de la membrana plasmática.
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Pared celular de vasos xilemáticos.
Nucléolo.
Cromatina.
Cromosomas.
b) La observación de las estructuras celulares, en el MO depende de…
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Bloque I. Tema 6
HISTOLOGIA: EL ESTUDIO DE LOS TEJIDOS.
Un tejido (del latín texere = tejer) es un conjunto de células que cooperan para
llevar a cabo una o varias funciones en un organismo. Para ello se relacionan
entre sí mediante interacciones celulares directas o mediadas por la matriz
extracelular. Distintos tejidos se asocian entre sí para formar los órganos. La
histología es una disciplina eminentemente descriptiva basada en la observación
mediante microscopios, tanto ópticos como electrónicos, de los distintos tipos de
tejidos. Sin embargo, el conocimiento de la anatomía y organización de los tejidos
es fundamental para comprender su fisiología y reconocer alteraciones
patológicas, tanto de los propios tejidos como de los órganos y estructuras que
forman.
A pesar de que las células que forman un organismo son muy diversas en forma y
función, los histólogos han clasificado tradicionalmente a los tejidos en cuatro tipos
fundamentales:
- Tejidos epiteliales. Conjunto de células estrechamente unidas que tapizan las superficies corporales, tanto internas como externas, y que además forman glándulas. - Tejidos conectivos o conjuntivos. Agrupan a un variado tipo de tejidos que se caracterizan por la gran importancia de su matriz extracelular, la cuál, en la mayoría de los casos, es la principal responsable de su función. Se originan a partir de las células mesenquimáticas embrionarias y forman la mayor parte del organismo, realizando funciones tan variadas como sostén, nutrición, reserva, etcétera. El tejido conectivo se especializa en diferentes tipos y el número y variedad de éstos puede variar según los diferentes autores. - Tejido muscular. Formado por células que permiten el movimiento de los animales gracias a la propiedad de sus células de contraerse. - Tejido nervioso. Está constituido por células especializadas en procesar información. La reciben del medio interno o externo, la integran y producen una respuesta que envían a otras células.
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TEJIDO EPITELIAL.
INTRODUCCIÓN.
El tejido epitelial es uno de los cuatro tejidos fundamentales o básicos. Las células que lo componen se denominan epiteliales y se caracterizan por presentar una estrecha unión entre ellas, que son uniones especializadas que actúan a manera de barrera, y por la presencia de una superficie libre, que se define como aquella a la que no se adhieren células o elementos extracelulares.
El tejido epitelial reviste el cuerpo y las cavidades internas, así como el interior y exterior de los órganos formando una lamina continua. Tiene una gran densidad de celulas embebidas en una escasa matriz extracelular. Todo lo que se incorpora al cuerpo e interviene en su metabolismo debe atravesar esta barrera pasando por dentro de las mismas células epiteliales, ya que las uniones intercelulares estrechas impiden el tránsito entre ellas.
La clasificación de los epitelios se fundamenta en la forma de sus células constituyentes, la cantidad de capas celulares y la función del tejido.
Los epitelios descansan siempre sobre una capa de tejido conjuntivo, que actúa como soporte estructural y fisiológico del epitelio, ya que la gran mayoría de los epitelios no están vascularizados.
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Objetivo general:
Caracterizar a partir de la observación y la interpretación de preparados histológicos, al tejido epitelial.
Objetivos específicos:
Reconocer estructuras y funciones que caracterizan al tejido epitelial. Describir las formas celulares y sus interrelaciones. Observar e interpretar estructuras histológicas epiteliales.
Cuestionario conceptual.
1) Definir tejido. 2) Explicar porque el epitelio es considerado un tejido fundamental. ¿Cuáles
son los otros 3 tejidos fundamentales? 3) Identificar las características del tejido epitelial que lo distinguen de los
demás y relacionar las mismas con las funciones que cumple el epitelio. 4) Clasificar al epitelio según:
Morfología de sus células. Cantidad de capas celulares. Funciones.
5) Dar como mínimo 3 ejemplos de cada tipo de epitelio. 6) ¿Cuál es la importancia fisiológica del complejo de unión? Ejemplifique. 7) Esquematizar el complejo de unión denotando sus partes constitutivas. 8) Esquematizar:
Corte transversal del tejido epitelial del intestino. Corte transversal de Glándula tubulo- acinosa.
9) Realizar un esquema de la histogenia del tejido epitelial denotando las respectivas estructuras embrionarias de las cuales derivan.
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OBSERVACIÓN DE CELULAS EPITELIALES DE LA MUCOSA BUCAL
HUMANA.
Fundamento teórico.
Un organismo para ser considerado ser vivo debe estar formado por una o muchas células. Los organismo pluricelulares estar organizados por células que se agrupan en tejidos y para ella se diferencian unas de otras según la función que cumplirán. El epitelio es un tejido de revestimiento que cubre los órganos y las cavidades de los organismos. Para poder observar las características microscópicas de este tejido es necesario preparar las muestras del mismo a través de la coloración y la fijación, para que de este modo se evidencie la estructura organizativa. En este trabajo practico se preparará una muestra de tejido de la mucosa bucal, se observara y registrarán las características observables de las células. En cada célula podrán distinguir la membrana plasmática, el citoplasma y el núcleo. Objetivos: Realizar una preparación microscópica. Observar el tejido epitelial de la mucosa bucal. Utilizar correctamente el MO para obtener imágenes nítidas. Esquematizar y referenciar lo observado.
Materiales:
Microscopio. Servilleta de papel. Colorantes. Palillos. Porta y cubre objetos. Pinzas de madera. Caja de petri. Frasco lavador. Mechero de alcohol.
Procedimiento: 1) Para obtener las celulas, raspa suavemente el interior de tu carrillo con el palillo de
madera. Repite la operación varias veces y deposita la mucosa blanca obtenida en el portaobjetos.
2) Realizar un frotis de la mucosa con el palillo sobre el portaobjetos, como en se indica en el dibujo.
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3) Calienta suavemente el porta con el frotis de la mucosa suavemente a la llama del
mechero. Pásalo por la llama varias veces sin detenerlo, no debe calentarse tanto como para que lo notes en los dedos, se secara rápidamente y se fijara la preparación.
4) Coloca el portaobjetos en la placa de petri y pon unas gotas de colorante sobre la
muestra. Esperá 2 minutos.
5) Elimina el exceso de colorante vertiendo con precaución agua sobre la muestra
teñida. Coloca el porta ligeramente inclinado. Cuando el agua se vea clara, observaras en el porta puntos azules, que indican grupos de celulas teñidas.
6) Deposita 2 gotas de agua sobre le portaobjeto, coloca encima el cubre y observa la preparación al microscopio variando gradualmente el aumento.
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ACTIVIDADES:
1. ¿Cuál de los siguientes dibujos representa mejor lo que observas?
N° 1 N° 2 N° 3 N° 4
2. ¿Qué estructuras de la célula se distinguen claramente? ¿Por qué se observan estas estructuras y no otras? (relacionar con coloración e instrumentos de observación). Realiza un dibujo de algunas celulas indicando las estructuras que observaste.
3. Si las células forman parte del tejido epitelial ¿Por qué aparecen separadas? (relacionar con las características de la mucosa respecto al epitelio de revestimiento)
4. Menciona los colorantes que usaste, denotando que estructura de la célula colorean.
5. ¿Cuál/es seria/an la/s diferencia/s entre la observación de una muestra sin fijar ni colorear y una que si lo esté?
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Bloque I. Tema 7
Aula Taller
T E J I D O C O N E C T I V O
Introducción
El tejido Conectivo está caracterizado por presentar escasas células inmersas en
una matriz extracelular abundante, con fibras, sustancia fundamental y líquido
tisular.
Se clasifica de acuerdo con el material extracelular presente.
Conforma un compartimiento continuo en todo el organismo, limitado por las
láminas basales de los distintos epitelios, por las laminas basales do externas
musculares y nerviosas y por el endotelio vascular.
El papel que desempeñen y la función que cumplen los distintos tejidos conectivos
dependen de los tipos de células presentes, de los tipos de fibras y de las
características de la sustancia fundamental.
El tejido conectivo está formado por células de diversos tipos, en su mayoría de
origen mesenquimático, situadas en una matriz intercelular constituida por
diversos tipos de fibras proteícas, llamadas fibras conjuntivas, embutidas en una
sustancia fundamental amorfa. El tejido conjuntivo se encuentra rellenando los
espacios entre otros tejidos o formando el estroma, es decir el soporte estructural,
de las células de otros tejidos, como el muscular o el adiposo, o entre ellas y los
vasos sanguíneos y nervios.
Las células que se encuentran en el tejido conjuntivo se clasifican en:
- Células fundamentales, que son los fibroblastos y las células reticulares.
- Células residentes o en migración, como los adipocitos, células cebadas,
macrófagos y otros leucocitos.
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La sub-clasificación del tejido conectivo considera no solo las células, sino también
la composición y organización de la sustancia intercelular.
Objetivo General:
Caracterizar, estructuras y funciones del tejido Conectivo
Objetivos Específicos:
RECONOCER funciones y estructuras que caracterizan a este tejido.
DESCRIBIR las formas celulares y sus interrelaciones.
Cuestionario Guía:
1. Realizar una caracterización del tejido conectivo.
2. Elaborar un esquema conceptual de la clasificación del tejido conectivo
denotando las bases de dicha clasificación.
3. Realizar un cuadro comparativo de los diferentes tipos de fibras del tejido
conectivo, tomando como mínimo 5 parámetros de comparación.
4. Esquematice los tipos de fibras, indicando sus partes.
5. ¿Cuál es la función de la sustancia fundamental? ¿Cuál/es de la/s
sustancia/s que la/s compone/en determina/n su/s función/es?
6. Esquematizar un fibroblasto, denotando su organización estructural.
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7. Completar el siguiente esquema, si considera que corresponde a una
representación del tejido conectivo:
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8. Identificar a que especialización del tejido conectivo corresponde cada
imagen.
9. Nombrar las técnicas de tinción que se aplican para observar este tejido,
denotando la coloración obtenida para cada componente.
10. Explicar la histogénesis del tejido conectivo.
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Aula Taller
ESPECIALIZACIONES DEL
T E J I D O C O N E C T I V O
Introducción
El tejido Conectivo se diversifica en tejidos especializados según la diferenciación
de sus células para cumplir funciones diferentes.
Las especializaciones del tejido conjuntivo incluyen tejidos diversos con
propiedades funcionales diversas y con ciertas características comunes que
permiten su agrupación.
El papel que desempeñen y la función que cumplen los distintos tejidos conectivos
dependen de los tipos de células presentes, de los tipos de fibras y de las
características de la sustancia fundamental.
Teniendo en cuenta sus componentes existen 4 especializaciones de este tejido
que forman parte de 4 sistemas diferentes.
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Objetivo General:
Caracterizar, las especializaciones del tejido Conectivo
Objetivos Específicos:
DESCRIBIR las formas celulares denotando las diferencias estructurales.
IDENTIFICAR las diferencias estructurales de las distintas especializaciones del tejido conectivo.
RECONOCER la relación entre estructura celular y función histológica de las especializaciones.
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Cuestionario conceptual.
TEJIDO SANGUÍNEO:
La sangre es un tejido conectivo fluido, que circula por el aparato cardiovascular.
Está constituido por células y por una “sustancia intercelular” liquida, el plasma
sanguíneo. Cumple funciones varias y la principal está relacionada con el
transporte.
1. Nombrar las funciones del tejido sanguíneo. 2. Caracterizar el tejido denotando las estructuras que lo componen indicando
el porcentaje que representan. 3. Realizar un cuadro comparativo de los elementos formes de la sangre y
esquematizarlos indicando sus partes. 4. Esquematizar el origen y el desarrollo de las células sanguíneas indicando
las etapas por las que atraviesan las celulas en cada línea evolutiva. 5. ¿A través de que componentes cumple su función de transporte la sangre? 6. Diferenciar la medula ósea amarilla de la roja. 7. Identificar en las siguientes imágenes los elementos sanguíneos presentes:
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TEJIDO ADIPOSO:
El tejido adiposo es una forma especializada de tejido conectivo que está
compuesto por células almacenadotas de lípidos (los adipocitos) en íntima relación
con un rico lecho vascular.
1. Caracterizar los tipos de tejido adiposo. 2. Nombrar las funciones del tejido adiposo. 3. Esquematizar la ontogenia de una célula adiposa. 4. ¿Qué técnicas histológicas se emplean para observar este tejido? 5. Explicar la regulación de la cantidad de tejido adiposo en el organismo.
Tejido Cartilaginoso:
El cartílago es una forma de tejido conectivo compuesto exclusivamente por células
llamadas condrocitos y por una matriz extracelular muy especializada.
1. De acuerdo a las características de la Matriz Extracelular se distinguen tres tipos de cartílagos. Explique cada uno de ellos.
2. Describa las células del tejido cartilaginoso y esquematice.
3. Explique el origen de las células que conforman este tejido.
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Tejido Óseo:
Es una forma de tejido especializada de tejido conectivo denso. Los componentes
extracelulares sufren calcificación, lo que les confiere dureza.
1. Describir lo tipos celulares de este tejido y esquematizar 2. ¿Cómo se compone la Matriz Ósea extracelular? 3. Explique el proceso de Osificación (Histogénesis) 4. Esquematice un hueso típico señalando sus partes. 5. Esquematice la estructura microscópica de un hueso largo.
Bibliografía:
HISTOLOGIA BASICA – Junqueira-Carneiro- Ed. MASSON
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TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO.
TEJIDO SANGUÍNEO.
OBJETIVOS:
Observar, reconocer y esquematizar los distintos elementos formes de
la sangre.
Determinar las características distintivas de los diversos elementos
celulares.
MATERIALES:
Microscopio óptico.
Muestras fijas histológicas.
Hojas A4 enmarcadas, lápiz negro de dibujo y lápices de colores.
PROCEDIMIENTO.
1) Observar el frotis de sangre y esquematizar denotando:
Elementos formes observados.
El tipo celular más abundante del preparado.
Tipo/ de leucocito/s presente/s en la muestra.
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TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO.
TEJIDO CARTILAGINOSO Y ÓSEO.
OBJETIVOS:
Reconocer y esquematizar los tejidos cartilaginoso y óseo.
Determinar los distintos elementos celulares y no celulares presentes
en los tejidos.
MATERIALES:
Microscopio óptico.
Lupa estereoscópica.
Piezas oseas (varias).
Piezas de cartílago de pollo.
Bisturí.
Azul de metileno.
Porta y cubre objetos.
Hojas A4 enmarcadas, lápiz negro de dibujo y lápices de colores.
PROCEDIMIENTO.
2) Observar un hueso macroscópicamente. Esquematizar, diferenciado el
hueso esponjoso del compacto.
3) Colocar un segmento de un hueso en una caja de petri y observar con la
lupa. Esquematizar.
4) Observar al microscopio óptico el preparado de osificación. Identificar los
distintos tipos de tejido óseo, y las zonas de osificación. Esquematizar.
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5) Cortar rebanadas finas del cartílago de pollo con el bisturí y colocar en el
portaobjeto con una gota de agua. Observar en el MO con aumento
mediano. Esquematizar.
6) Agregar una o dos gotas de azul de metileno, dejar reposar 5 minutos.
Observar nuevamente al MO. Esquematizar.
7) Observar en el MO el preparado de tráquea con aumentos crecientes.
Esquematizar indicando sus referencias.
8) ¿Se puede observar la matriz fundamental de los condrocitos?
Luego de lo observado…
¿Cuál de los preparados se pudo observar mejor, el que no poseía
colorante o el que sí?
¿Qué características presenta el azul de metileno que tiñe al cartílago?
El tejido cartilaginoso y el óseo ¿siempre se presentan juntos?
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Trabajo de laboratorio:
Especializaciones del
T E J I D O C O N E C T I V O
Introducción
El tejido conectivo tiene como función principal, unir los otros tres tejidos del cuerpo (epitelial, muscular y nervioso). El tejido conectivo se desarrolla a partir de la capa media del embrión, o sea del mesodermo. Este tejido se caracteriza por poseer diversos tipos de células y fibras, todo contenido en una matriz de sustancia amorfa. Las variedades celulares, las diferentes fibras y la composición química de la sustancia amorfa son muy variadas dependiendo de la función que cada tejido conectivo tenga asignada. Habitualmente la clasificación del tejido conectivo se basa en el tipo de células, fibras y sustancia amorfa que posee y en la proporción entre ellas. Por esta razón se le clasifica en dos grandes grupos, tejido conectivo propiamente dicho y tejido conectivo especial. El primero se subdivide según la proporción de los elementos que lo componen, en tejido conectivo laxo y denso. El tejido conectivo laxo forma la capa de refuerzo de los epitelios, como en el tejido subcutáneo de la piel, o forma endotelios que protegen y sujetan los órganos como la pleura y la membrana mesentérica. También forma parte de otros tejidos como el perimisio de los músculos, que forman los tendones (conectivo fibroso).
La investigación histológica recurre a la observación de los tejidos para identificar cuáles son las características morfológicas que lo identifican como un tejido y no como otro. Las actividades de observación microscópica, tanto de muestras fijas como de muestras preparadas, es fundamental para comprender los contenidos teóricos desarrollados en la cátedra de Citología e histología y representan una herramienta de consulta a la cual recurren los estudiantes para reconocer e interpretar las adaptaciones morfológicas de las celulas que forman las especializaciones del Tejido Conectivo.
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Objetivo General:
Caracterizar estructuras morfológicas de las celulas de los diferentes Tejidos Conectivos especializados.
Objetivos Específicos:
Reconocer las celulas de las distintas especializaciones del tejido conectivo. Describir la morfología celular de las distintas especializaciones del Tejido Conectivo. Preparar muestras de observación microscópicas. Esquematizar las observaciones.
Materiales y métodos:
Microscopio.
Portaobjetos y cubreobjetos.
Pinzas, navajas,
Aguja de disección.
Aguja
Material de observación: Muslo de pollo, fémur de pollo (no cocido, fresco con cartílago asociado).
Suero fisiológico.
Glicerina.
Alcohol 96º
Formol
Azul de metileno.
Hematoxilina- Eosina. Procedimiento Primera Parte: Observación de Tejido aereolar o laxo.
1) Separar la piel y el tejido subcutáneo de los músculos del muslo. De esta manera se desgarra el tejido “areolar” (tejido conectivo) siguiendo el plano de despegamiento.
2) Tomar con pinzas, pequeñas porciones de tejido a este nivel. Cortar pequeñas partes del tejido.
3) Montar encima del portaobjetos, con una solución salina isotónica, extendiéndola con ayuda de la aguja de disección. Evitar las porciones que contienen grasa visible.
4) Teñir con azul de metileno durante dos minutos. Cubrir con un cubreobjetos.
5) Observar acrecentando gradualmente los aumentos de los objetivos. 6) Graficar la observación con detalles de las estructuras identificadas.
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Procedimiento Segunda Parte: Observación de Tejido conectivo fibroso.
1) Los tendones unen los músculos al hueso. Quitar el músculo del muslo de pollo, localizar el tendón que une el musculo al hueso fémur y cortar un trozo de tendón.
2) Colocar un trozo de tendón sobre un portaobjetos con suero salino fisiológico y extender con ayuda de las agujas de disección. Colocar un cubreobjetos cuidando que no quede la preparación sin líquido.
3) Observar. 4) Graficar la observación con detalles de las estructuras identificadas. 5) Depositar en el borde superior de la preparación una gota de ácido acético
al 1%. Observar y denotar las diferencias entre la primer muestra y la segunda.
Recuerda… El tendón es un tejido muy duro formado por la asociación de haces de fibras colágenas y elásticas, en posición paralela y orientada en la dirección que ejerce el músculo su fuerza. Si preparas correctamente la muestra podrás observar algunas células conectivas moldeadas y comprimidas entre las fibras.
Procedimiento Tercera Parte: Observación de TEJIDO CARTILAGINOSO El cartílago es un tipo de tejido conectivo especial denso con funciones de sostén. Está formado por fibras colágenas y en algunos casos fibras elásticas que están contenidas en una sustancia amorfa en estado de gel muy firme. Sus células se denominan condrocitos. El cartílago se clasifica en tres tipos: hialino, elástico y fibroso. El más abundante es el hialino. Es de color blanco perlino debido a la constitución de la sustancia intercelular constituida principalmente por ácido condroitínsulfúrico y colágeno. Las células o condrocitos se encuentran en los espacios de la sustancia amorfa en grupos o “nidos celulares”. Los condrocitos son células maduras que se han rodeado de sustancia intercelular que fue producida por sus antecesores o células jóvenes llamadas condroblastos, las cuales son activas y producen las sustancias que forman la matriz amorfa o sustancia intercelular. Estas células son intensamente basófilas, característica que disminuye en las células maduras. Material biológico necesario:
Para la observación de cartílago hialino: esternón de rana, cabeza del fémur de ejemplares jóvenes de aves o el cartílago de la “pechuga” de pollo.
Para la observación de cartílago fibroso y elástico: discos intervertebrales, la epiglotis o el pabellón de la oreja.
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Procedimiento. 1) Del material biológico conseguido, cortar la zona blanda con un bisturí,
cuidando de no forzar el corte. Si se observa resistencia al cortar, esto indica que se ha agotado la zona de cartílago.
2) Una vez obtenido el corte, fijar el corte con alcohol de 96º o formol al 10% durante 5%. Lavar con agua.
3) Tiñir con azul de metileno al 1 % durante dos minutos. Se lava con agua y seca el exceso de agua con una tira de papel filtro, se agrega una gota de glicerina y se cubre con el cubreobjetos.
Deberá observar la matriz amorfa del tejido teñida de violeta uniforme y diáfana, en el caso de cartílago hialino y de aspecto fibroso en los otros tipos. Las células cartilaginosas o condroblastos rodeadas de un anillo que contrasta con las sustancias restantes del tejido.
4) Haga otro corte y tiña según la técnica de hematoxilina-eosina:
Fije la muestra con alcohol de 96º o formol al 10% durante 5 minutos. Agregue hematoxilina durante 15 minutos. Lave con agua antes y después de la aplicación de hematoxilina. Agregue alcohol-acético para lograr la diferenciación. Lave con agua, neutralice con agua carbonatada y lave con agua. Agregue eosina durante 5 minutos y lave con agua. Seque el exceso de agua con una tira de papel filtro y agregue una gota
de glicerina tapando después con un cubreobjetos.
Deberá observar la sustancia intercelular o amorfa teñida de rojo por la eosina y los condroblastos teñidos por la hematoxilina, los núcleos bien diferenciados y teñidos. Las células las podrá observar en pareja o en grupos.
Procedimiento Cuarta Parte: Observación de Tejido óseo. El hueso es un tejido conectivo especializado en funciones de sostén y protección, cuya matriz intercelular calcificada le proporciona dureza y rigidez. El tejido óseo o hueso consta de una sustancia amorfa o intercelular calcificada o mineralizada de fibras colágenas y células llamadas osteoblastos (activos o maduros) que producen la sustancia intercelular como el tropocolágeno o precursor del colágeno y mucopolisacáridos ácidos. Estas células se rodean de la sustancia intercelular que producen y pasan a ser osteocitos o células maduras. La matriz intercelular o calcificada está formada por unidades llamadas laminillas ósea. La disposición de estas unidades determinan dos variedades de hueso que son: hueso poroso o esponjoso y hueso compacto. El hueso esponjoso también llamado reticular se observa como una red cuya proyección tridimensional corresponde a un conjunto de láminas que delimitan un laberinto de cavidades. El hueso compacto en cambio, es una masa sólida sin cavidades visibles. Sin
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embargo, microscópicamente está formado por los sistemas de Havers que son espacios o conductos conocidos como Conducto de Haver rodeado de laminillas dispuestas concéntricamente. Entre estos sistemas se disponen otras laminillas a manera de relleno y forman los sistemas intersticiales. Las células están dispuestas en la superficie de las laminillas óseas. Los espacios que deja la matriz calcificada se encuentran inervados y vascularizados. Para realizar estudios de preparaciones de hueso, es necesario descalcificarlo. Material y método.
Microscopio.
Portaobjetos, cubreobjetos.
Bisturí. Navaja.
Pinzas
Agujas de disección.
Acido nítrico al 10%. Solución de carbonato al 10%.
Material biológico: hueso largo de rata, ratón, rana o ave. Procedimiento. Primera parte: Observación de un hueso en forma longitudinal.
1) Introducir el fémur en una solución descalcificadora (ácido nítrico al 10 %). La descalcificación es completa si se atraviesa fácilmente el hueso con una aguja.
2) Neutralizar el hueso introduciéndolo en una solución de carbonato al 10%. 3) Lavar con agua corriente. Con una navaja hacer un corte longitudinal de
todo el hueso, o al menos de parte de la caña o diáfisis y de una de las cabezas o epífisis.
En la cabeza se observará, la configuración articular de esta región, el cartílago articular que la recubre, la médula ósea esponjosa o médula roja del hueso, el cartílago de conjunción que separa las epífisis de las diáfisis, el hueso compacto de las diáfisis ya en la caña o cuerpo del hueso y la médula ósea amarilla alojada en la diáfisis del hueso, además el periostio o membrana envolvente del hueso.
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Bloque I. Tema 8
Aula Taller
T E J I D O MUSCULAR
Introducción
El tejido muscular es el responsable de los movimientos del organismo y de
los cambios en tamaño y forma de sus órganos internos. Presenta agregados de
células especializadas cuya función principal es la contracción. Con la contracción
celular se asocian dos tipos de miofilamentos. Las células musculares son
alargadas y se disponen en forma paralela. Todas las células poseen sistemas
moleculares formados por proteínas genéricamente denominadas motoras - como
actina y miosina - que producen fuerzas y/o movimientos intra- o extracelulares.
El tejido muscular está formado por células especializadas en la transformación de
la energía almacenada en forma de ATP (adenosina trifosfato) en fuerza y/o
movimiento. Este proceso sucede a través de la interacción molecular entre las
proteínas motoras miosina y actina, las cuales están ensambladas en
microfilamentos en las células musculares, y de éstas con otros elementos que
forman parte del citoesqueleto. Las células musculares, de origen mesodérmico,
se empaquetan, junto con nervios y vasos sanguíneos, mediante envolturas
de tejido conjuntivo, para formar túnicas musculares de diversos órganos internos,
o músculos discretos que forman los órganos motores del sistema locomotor.
La organización macroscópica de este tejido depende de la organización
microscópica de sus constituyentes celulares, por lo que resulta primordial conocer
la estructura celular para comprender la anatomía muscular.
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El Tejido Muscular se clasifica según el aspecto de las células contráctiles en:
Objetivo General:
Caracterizar estructural y funcionalmente al tejido muscular
Objetivos Específicos:
RECONOCER funciones y estructuras que caracterizan a este tejido. DESCRIBIR las formas celulares y sus interrelaciones. RELACIONAR la estructura celular con la función del tejido. DIFERENCIAR los tipos de tejido muscular teniendo en cuenta sus
elementos constitutivos y las funciones. LOCALIZAR los tipos de tejido muscular en el organismo.
MÚSCULO
ESTRIADO
ESQUELETICO CARDÍACO
LISO
VISCERAL
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Cuestionario conceptual.
MÚSCULO ESQUELÉTICO:
1. ¿Cuál es la característica que distingue a la célula muscular estriada de
las otras células musculares?
2. Realizar un cuadro de doble entrada en el cual caracterice los distintos
tipos de fibras del músculo esquelético, sus funciones y ubicaciones en
el organismo.
3. Caracterizar al sarcómero, describiendo su constitución y
funcionamiento. Esquematizar.
4. ¿Cuál es el ión asociado a la contracción muscular? Responder
denotando funciones específicas.
5. ¿Con qué tejidos se asocia el músculo para cumplir sus funciones?
6. Diferenciar el epimisio del perimisio y endomisio.
7. ¿Qué tipos de inervaciones presenta este tejido?
8. El tejido muscular estriado ¿se puede reparar? ¿Por qué?
MÚSCULO CARDÍACO:
1. ¿Qué diferencia existen entre el músculo cardíaco y el músculo
esquelético? Relacionar con la estructura microscópica de los mismos.
2. ¿Qué son los discos intercalares? ¿Como están constituidos? ¿Qué
función cumplen?
3. ¿Cuál es la particularidad de la contracción del tejido cardíaco?
4. ¿Qué ocurre frente a una muerte celular?
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Músculo Liso:
1. Describir la función del músculo liso y nombrar su localización.
2. Identificar las características de las células que componen este tejido.
3. ¿En qué se diferencian las células musculares lisas de las células
musculares esqueléticas?
4. Las células musculares lisas son posmitoticas ¿qué quiere decir esto?
Bibliografía:
Junqueira, Carneiro; HISTOLOGIA BASICA –- Ed. MASSON Ross, Romrell, Kaye; Histología, Ed. Interamericana
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TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO.
OBJETIVOS:
Observar preparados de tejido muscular.
Distinguir los diferentes tipos de tejidos musculares.
Esquematizar el tejido referenciando su estructura microscópica.
MATERIALES:
Microscopio óptico.
Muestras fijas de preparados histológicos.
Aguja de disección. Azul de metileno.
Trozo de carne de pollo hervida.
Porta y cubre objetos.
Hojas A4 enmarcadas, lápiz negro de dibujo y lápices de colores.
PROCEDIMIENTO.
Observación de Tejido Muscular liso:
Observar la muestra con el MO, cambiando gradualmente el aumento.
Esquematizar lo observado con las referencias correspondientes.
Observación de Tejido Muscular cardíaco:
Observar la muestra con el MO, cambiando gradualmente el aumento.
Esquematizar lo observado referenciando.
Observación de Tejido Muscular Esquelético:
1) Colocar en una caja de Petri un trozo de carne de pollo en una gota de
agua y con la aguja de disección separar la carne en hilos delgados.
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2) Colocar unos hilos en el portaobjetos, cubrir con un cubreobjetos y
observar al microscopio.
3) Tomar otros hilos, colocarlos sobre un portaobjetos y colorear con azul
de metileno. Esperar 5 minutos, enjuagar y observar al MO.
4) Esquematizar lo observado.
Luego de lo observado…
¿Qué características estudiadas en la guía conceptual del tejido esquelético
pudieron observar? ¿Por qué?
¿Por qué se utiliza el azul de metileno para colorear la muestra? ¿Qué
estructuras se visualizaron mejor?
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BLOQUE I. TEMA 9
Aula Taller
T E J I D O NERVIOSO
Introducción
El tejido nervioso se presenta formando parte del Sistema Nervioso de los
organismos, y se caracteriza por poseer células especializadas en la transmisión y
recepción de mensajes eléctricos y químicos para regular las diversas funciones
metabólicas de los seres vivos; y trabaja en conjunto con el sistema endocrino en
el control del organismo.
Capaz de recibir e integrar innumerables datos procedentes de los distintos
órganos sensoriales para lograr una respuesta del cuerpo, se encarga por lo
general de controlar las actividades rápidas. Además, es el responsable de las
funciones intelectivas, como la memoria, las emociones y la toma de decisiones.
Está organizado de manera muy compleja, y está compuesto de células que
carecen de capacidad regenerativa.
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El sistema Nervioso está constituido por todos los tejidos nerviosos del organismo.
Se divide en:
SISTEMA NERVIOSO
CENTRAL ENCÉFALO +
MÉDULA ESPINAL
PERIFÉRICO
SOMÁTICO
AUTÓNOMO
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Objetivo General:
Caracterizar estructural y funcionalmente al tejido nervioso
Objetivos Específicos:
EXAMINAR las funciones y estructuras que caracterizan a este tejido.
DETALLAR las formas celulares relacionando con las funciones de los tipos celulares presentes en el tejido nervioso.
RELACIONAR la estructura celular con la función del tejido. DIFERENCIAR las divisiones del sistema nervioso tomando como
base la clasificación fisiológica.
Cuestionario conceptual.
TEJIDO NERVIOSO:
1. ¿Por qué características se diferencia una neurona de las células de otros
tejidos? Fundamentar relacionando con las particularidades anatómicas y
fisiológicas de las neuronas.
2. Realizar un cuadro comparativo entre los tipos de células que constituyen el
tejido nervioso, tomando como mínimo 3 parámetros de comparación.
3. ¿Cuál es el origen de las células del tejido Nervioso?
Células NERVIOSAS: neuronas
1. Clasifique a las neuronas según:
- Sus funciones.
Sus prolongaciones.
- Transmisores.
2. Esquematice 3 ejemplos de neuronas, referenciando sus partes.
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3. ¿Cómo se comunican las neuronas? ¿Existe una única manera de
comunicación? Fundamente su respuesta.
4. ¿Cuál es la función del Ca en la comunicación neuronal?
5. En las neuronas se presentan dos tipos de transporte, ¿Cuáles son y cuál es su
importancia fisiológica?
6. ¿Por qué las neuronas no entran en mitosis?
7. Clasificar a las células de SOSTÉN, describirlas y esquematizarlas, indicando a
que división del sistema nervioso pertenecen.
8. En el sistema nervioso existen axones mielínicos y amielinícos, explique la
importancia evolutiva de cada uno de ellos y el hecho de que perduren ambos
tipos de axones.
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL y SISTEMA NERVIOSO
PERIFÉRICO
1. Fundamentar por que el sistema nervioso presenta divisiones, denotando las
funciones que realiza cada división.
2. Comparar la organización del SNC con la del SNP.
3. ¿Cómo se establecen las relaciones entre el SNC y el SNP?
4. ¿Cómo se compone la materia blanca y que la diferencia de la materia gris?
5. Explicar la diferencia entre un receptor aferente y uno eferente.
6. Detallar la organización del tejido conectivo asociado al SNC y al SNP,
esquematizar.
7. Caracterizar a las divisiones del sistema nervioso autónoma.
8. La barrera hematoencefálica ¿es importante para el SNC? Fundamentar la
respuesta.
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TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO.
OBJETIVOS:
Observar preparados de tejido nervioso e identificar las estructuras
representativas de las neuronas.
Registrar y analizar lo observado mediante la esquematización.
MATERIALES:
Microscopio óptico.
Muestras fijas de preparados histológicos.
Hojas A4 enmarcadas, lápiz negro de dibujo y lápices de colores.
PROCEDIMIENTO.
Observación de Medula ósea:
Observar la muestra con el MO, cambiando gradualmente el aumento.
Esquematizar lo observado con las referencias correspondientes.
Observación de Neurona Motora y Nervio Motor:
Observar la muestra con el MO, cambiando gradualmente el aumento.
Esquematizar lo observado referenciando.
¿Qué componentes del tejido nervioso pudiste observar? ¿Se relacionaron
con lo desarrollado en la parte teórica?
LUEGO DE LO OBSERVADO
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¿Qué división del Sistema Nervioso observaste? ¿Por qué características lo
identificas?
¿Qué estructuras se visualizaron mejor?
Lo realizado en el laboratorio ¿te ayudó a comprender mejor la
organización de las neuronas?
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BIBLIOGRAFÍA
Alberts, B. et al; (1996) Biología Molecular de la Célula; 3° Edición; Ediciones Omega S.A. Barcelona.
Karp, G.; (1998) Biología Celular y Molecular; Ed. Mc Graw Hill Interamericana. México.
De Robertis (h), Hib, Ponzio; (1996) Biología Celular y Molecular de De Robertis; 12° Edición; El Ateneo. Bs.As.
De Robertis,E; Hib,J.; (1998) Fundamentos de Biología Celular y Molecular; El Ateneo. Bs.As.
Fuchs, E. And Cleveland, D. A Structural Scaffolding of Intermediate Filaments in Health and Disease , Science 279: 514-519 (1998).
Hirokawa, N. Kinesin and Dynein Superfamily Proteins and the Mechanism of Organelle Transport. Science 279: 519-526 (1998).
Smith and Wood; (1997) Biología Celular; Ed. Addison-Wesley, Iberoamericana S.A.
Wickner, S; Maurizi, M. and Gottesman, S. Posttranslational Quality Control: Folding, Refolding, and Degrading Proteins, Science 286: 1888-1893 (1999).
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