GENERALIDADES
LA HISTOLOGIA ES UNA CIENCIA BIOLOGICA Y MEDICA BASICA
La histología es el estudio de la estructura del material biológico y del modo en que estructural y fundamentalmente se interrelacionan los distintos componentes individuales.
La histología es una ciencia fundamental por la biología y la medicina, ya que se sitúa en la encrucijada entre la bioquímica, la biología molecular y la fisiología por un lado, y los procesos patológicos y sus efectos por el otro.
Las muestras del material biológico humano se pueden obtener de diversas zonas de organismo mediante técnicas rápidas, seguras e indoloras, como por ejemplo:
Inserción de agujas en el interior de órganos sólidos.
Introducción de tubos endoscopicos en el aparato digestivo o en las cavidades del organismo.
Utilización de cánulas flexibles especiales que pueden introducirse en los vasos sanguíneos.
En algunos tejidos de fácil acceso como la piel, la boca, la nariz, etc., las muestras se pueden obtener mediante un simple bisturí.
Para identificar estructuras patológicas alteradas es esencial conocer las características histologicas normales de los distintos tejidos.
Actualmente nos encontramos en un periodo excitante para la histología, ya que ahora somos capaces de investigar las bases fisiológicas y moleculares de las estructuras biológicas gracias al desarrollo de técnicas que nos permiten examinar la composición química molecular de los tejidos vivos al microscopio. Es en este momento cuando se esta empezando a esclarecer la razon por las que las diversas estructuras biológicas están configuradas y ordenadas de la forma en que lo están.
El conocimiento de la histología es esencial para poder comprender los procesos bioquímicos y fisiológicos y para formarse una idea sobre como las alteraciones estructurales dan lugar a trastornos funcionales y bioquímicos, cuyo resultado final es la enfermedad.
LA HISTOLOGIA MODERNA ES UNA CIENCIA EXACTA
Actualmente las técnicas modernas de investigación han revolucionado el conocimiento que se tenia sobre las células. Las técnicas de secuenciación de proteínas, genética molecular y de clonación de células en cultivo, nos han permitido estudiar con un detalle sin precedentes el funcionamiento de las células.
Vocabulario
Mientras que en otras ciencias los avances en el conocimiento y la comprensión de sus distintos campos han estado asociados con el rápido desarrollo de nuevos términos, este no ha sido siempre el caso en la histología. Durante muchos anos se han conservado los términos y clasificaciones establecidos a partir de los estudios histologicos. La información derivada de los nuevos descubrimientos sobre la estructura de la materia viva se ha intentado encajar en las ya antiguas y a menudo inapropiadas clasificaciones de células y tejidos.
Afortunadamente, este rígido dogma histologico esta dejando paso en la actualidad a un nuevo enfoque más excelente y funcional, basado en el conocimiento de la biología celular.
LAS CELULAS SON UNIDADES FUNCIONALES BASICAS
Los conocimientos actuales confirman el acierto de Virchoff al describir la célula como la unidad básica de la estructura de la mayoría de los organismos vivos.
Existe una considerable variabilidad celular. Aunque se originan a partir de un único huevo fecundado, las células desarrollan diversas propiedades estructurales adecuadas para realizar sus funciones, a través de un proceso de diferenciación, habiéndose constatado que son unidades considerablemente mas sofisticadas y complejas de lo que se pensaba inicialmente.
Algunas células son adaptables. También se ha comprobado que, incluso en el adulto, existen poblaciones de células no comprometidas con una gran capacidad de adaptación, que pueden modificar tanto su estructura como su actividad funcional para acomodarse a los requerimientos del entorno cambiante. Esta capacidad es de vital importancia para la adaptación a un estrés interno o externo y se observa frecuentemente en los procesos patológicos.
LAS CELULAS SE CLASIFICAN ACTUALMENTE POR SU FUNCION
Actualmente, es posible clasificar las células en diferente grupos atendiendo a su función principal. Así, las categorías que se utilizaran en este documento son células epiteliales, células de sostén, células contractiles, células nerviosas, células germinales, células sanguíneas, células inmunitarias y células secretoras de hormonas.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que una misma célula puede desempeñar funciones diversas y estar incluida en mas de una clase celular, como por ejemplo:
Un gran numero de células productoras de hormonas son también epiteliales, encontrándose firmemente unidas por uniones especializadas formando glándulas.
Numerosas células inmunitarias son también células sanguíneas.
Algunas de las células de sostén tienen, además, propiedades contractiles.
LOS TEJIDOS SON AGRUPACIONES FUNCIONALES DE CELULAS
Un tejido es un conjunto de células ordenadas en una formación regular.
Este termino es útil para describir los conjuntos simples de células denominados tejidos simples. Sin embargo, la mayoría de tejidos, aparentemente distintos, contienen una mezcla de células, matriz extracelular y productos celulares con funciones diferentes, por lo que pueden denominarse tejidos compuestos. Así, por ejemplo el tejido nervioso contiene células nerviosas, células de sostén, células inmunitarias y células epiteliales,
Los conceptos de tejido simple y compuesto son útiles en histología descriptiva, pero, para simplificar, se aplica el termino inespecifico de tejido para denominar cualquiera de los dos tipos.
LAS CELULAS FORMAN ORGANOS Y SISTEMAS
Un órgano es un grupo anatómicamente diferenciado de tejidos, habitualmente de diversos tipos, que desempeñan funciones especificas. Algunos ejemplos serian el corazón, el hígado y el riñón.
El termino sistema se aplica en dos casos:
Para describir células que realizan una función similar pero que se encuentran ampliamente distribuidas en diversas localizaciones anatómicas. Así, por ejemplo, formarían un sistema las células productoras de hormonas que se hallan dispersas por el intestino y el pulmón, que no pueden ser consideradas un órgano, ya que no forman una masa anatómicamente diferenciada.
El termino sistema describe también un grupo de órganos que desempeñan funciones similares o relacionadas; así, por ejemplo, la lengua, el esófago, el estomago, los intestinos, el páncreas exocrinio y el recto son componentes del sistema digestivo, mientras que el riñón, el sistema pelvicaliceal, los ureteres y la vejiga forman parte del sistema urinario.
LA HISTOLOGIA ES UNA ALIADA DE LA BIOLOGIA CELULAR
Hasta hace poco tiempo, la microscopia electrónica era la única forma de observarla estructura fina de las células individuales. En la actualidad, disponemos, además, de métodos inmunohistoquimicos en los que se utilizan anticuerpos dirigidos contra constituyentes específicos de las células, para visualizar detalles del interior de las células en el microscopio óptico que ni pueden ser observadas mediante oras técnicas.
Por otra parte, hoy en día es posible teñir secuencias especificas de ADN y ARN mediante la técnica de la hibridación in situ, permitiendo estudiar en profundidad los mecanismos moleculares de las células.
Disponer de un conocimiento claro de la estructura fina y de la organización molecular de las células ayuda a comprender mejor los procesos bioquímicos y fisiológicos.
Este solapamiento entre estructura, fisiología y bioquímica es lo que actualmente se conoce por el termino de biología celular.
LA HISTOLOGIA DE SISTEMAS ES UNA ALIADA DE LA ANATOMIA
El estudio del ordenamiento de los distintos tejidos en el microscopio nos permite profundizar en el conocimiento de la estructura y función de los órganos y los sistemas. Este tipo de estudio es una extensión de la anatomía, por lo que muchas veces se denomina anatomia microscopica.
El estudio de la histología de sistemas es un importante componente de la biología humana y en la mayoría de los planes de estudio, su enseñanza se efectúa a la de la anatomía normal.
LA HISTOLOGIA ES ESENCIAL PARA COMPRENDER LA PATOLOGIA
La patología ocupa casi la mitad del estudio requerido por los médicos, independientemente de su especialidad, y desde sus inicios ha estado siempre estrechamente unida al estudio de la histología de sistemas y a la microanatomia.
Sin embargo, en la mayoría de los planes de estudio, la patología se enseña después de la histología, con lo que cuando los estudiantes inician el estudio de las enfermedades, ya han olvidado la histología normal.
Esto es una lastima, ya que la mayoría de los procesos patológicos están asociados a alteraciones histológicas, y en la practica clínica el diagnostico histológico es el fundamento de la medicina moderna.
TECNICAS UTILIZADAS EN HISTOLOGIA Y BIOLOGIA CELULAR
Microscopia óptica de alta resolución
En microscopia óptica, para el estudio de la morfología, se emplean secciones delgadas de tejido habitualmente se obtienen mediante el proceso que se detalla a continuación.
En primer lugar, se sumerge el tejido en una solución conservante (fijador), que se une a las proteínas o las precipita y previene su degradación. Los fijadores comúnmente utilizados de forma rutinaria contienen formaldehído en la forma de solución de formalina.
A continuación, para poder cortarlo en secciones delgadas, el tejido es embebido en un medio consistente, lo cual se consigue habitualmente eliminando el agua con alcoholes e impregnándolo en parafina.
Posteriormente, se corta el tejido en secciones mediante un microtono.
Por ultimo, para poder observar detalles celulares, las secciones se sumergen en colorantes que tiñen diferentes estructuras. El mas utilizado es el compuesto por una mezcla de hematoxilina y eosina (H-E), pero se pueden emplear numerosos métodos de tinción especiales para resaltar distintas estructuras celulares.
Microscopia electrónica de transmisión
La utilización de un haz de electrones en lugar de la luz permite diferenciar estructuras de hasta 1 nm en secciones tisulares adecuadamente preparadas.
En microscopia electrónica, la preparación de los tejidos exige aplicar técnicas de fijación especiales para fragmentos tisulares muy pequeños (menos de 2 mm), siendo el fijador mas utilizado el que contiene glutaraldehido. Además, puesto que las muestras son sometidas a un haz de electrones en el vacío, es necesario que estén embebidas en un material resistente, que suele ser una resina epoxidica.
Microscopia electrónica de barrido
En la microscopia electrónica de barrido se utilizan fragmentos sólidos de tejido en lugar de secciones. Es una técnica que nos permite obtener imagenes tridimensionales de la superficie de las células o los tejidos.
Una pequeña muestra de tejido fijado es desecada y recubierta de oro. A continuación, se dirige un haz de electrones sobre la muestra y se utilizan los electrones emitidos por la superficie para obtener una representación tridimensional detallada en la superficie.
HISTOQUIMICA
Algunos colorantes tienen afinidad por grupos químicos específicos de las moléculas y se utilizan para localizar determinadas sustancias en las preparaciones histológicas.
Lípidos. Puesto que los lípidos se disuelven y desaparecen de los materiales que son procesados con parafina, su detección solo es posible si las secciones se preparan mediante congelación, se cortan con criostato y posteriormente se sumergen en colorantes liposolubles tales como el negro Sudan o el Sudan III.
Enzimas especificas. La detección de una enzima especifica en un tejido se puede llevar a cabo incubando secciones de tejido fresco en un medio de incubación que contenga el sustrato especifico en la enzima, los cofactores y el agente marcador que permita su visualización. En el lugar donde exista actividad enzimática aparece un producto intensamente coloreado.
Autorradiografia
Si los tejidos se ponen en contacto con metabolitos marcados radiactivamente, las células que capten dicho metabolito pueden ser detectadas recubriendo las secciones con una emulsión fotográfica y dejando que la radiactividad de lugar a la aparición de granos de plata en la emulsión.
Esta técnica se denomina autorradiografia y es muy útil para estudiar la actividad celular.
Inmunocitoquimica
En las técnicas inmunocitoquimicas se utilizan anticuerpos dirigidos contra moléculas especificas de las células, con objeto de detectar su presencia en secciones tisulares.
Los anticuerpos policlonales específicos para una determinada sustancia se obtiene mediante inoculación de la proteína purificada a un animal y recolectando posteriormente su suero.
La inmunofluorescencia es una técnica inmunocitoquimica en la que el anticuerpo esta marcado con una colorante fluorescente y su localización, tras la tinción, se detecta mediante el microscopio de fluorescencia.
Cultivos celulares
Las células pueden crecer en medios artificiales, lo cual ha facilitado enormemente el estudio de sus características estructurales y funcionales, especialmente el análisis del metabolismo celular.
Si bien el cultivo celular se utiliza todavía profusamente como técnica para la investigación, su principal aplicación en la practica medica hospitalaria es en el cultivo de células para el posterior análisis cromosomico.
Fraccionamiento celular
Las técnicas de fraccionamiento celular permiten romper células enteras de una forma controlada. Las diferentes partículas resultantes se separan posteriormente para su ulterior análisis funcional o estructural. Esto se consigue centrifugando a alta velocidad las células rotas en soluciones especiales de densidad conocida.
De esta forma, se pueden obtener preparaciones relativamente puras de núcleos, mitocondrias, retículo endoplásmico y ribosomas.