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DR. }UAN MANUEL JrMÉNEZ CARDoso* DR. KuRT AMBRosms DIENER* • líl M ~ílíl~~íl~ íl m~rníl~ ~íl rn rn íl~ílrnM íl ~ílrnWb ~íl Aspectos subcelulares de las enfermedades. (PRIMERA PARTE) INTRODUCCIÓN EL CAMPO de la Anatomía Patológica es muy ex~ tenso, por lo cual los pocos textos sobre sus aspectos vistos mediante el microscopio electrónico ~.on necesariamente incompletos. Las publicaciones sobre temas específicos de los caracteres subcelula- res de las enfermedades se encuentran dstribuidas en un gran número de revistas, Jo que dificulta el estudio de estos aspectos tan importantes d f." bs enfermedades, por lo tanto parece de interés reunir observaciones sobre diferentes padecimientos y pre- ~;entarlas en forma resumida para facilitar su estu- dio y completar textos ya publicados o por publi- • J efe ele la Sección de Microscopía Electrónica del D e- partarne :i to ele Patología del Centro Hosp , "20 de N o- viembre" ISSSTE. Profesor Titular de la Facultad de Medicina de la UNAM. ** Jefe del D eparta ·1nento de Patología del Centro Hosp . "20 de Noviembre" ISSSTE. Profesor Ti tular de la Facultad de Medicina de la UNAM. carse, en este sentido se ha elaborado el pre.:;ente libro para que sirva como pieza dentro del gran mo- saico de la Microscopía electrónica. Tambi~n en esta ocasión agradecemos a las au- toridades del ISSSTE, en especial a su Director General Sr. Lic. Rómulo Sánchez Mire:les, al Sr. Dr. Franci~;co Fonseca, Subdirector Médico General y al Sr. Dr. Ignacio de las Fuentes, Director del Centro Hmpi talario "20 de Noviembre" , las faci- lidades que nos han proporcionado, asimismo damos bs gracias a las Sritas. Químicas Edmée Leuze Casaubón y Elizab~th Mravko Maldonado, a la Srita . Isabel Núñez Martínez y al Depto. de Foto- grafía Médica del Centro Hospitalario "20 de No- viembre" pc•r su valiosa ayuda. I.-A ATOMÍA PATOLÓGICA GENERAL 1. -GENERALIDADES Los cambios morfológicos celulares de:penden del tipo del agente nocivo que actúe sobre la célula, REv. FAc. MED. VoL. XIV.~NúM. 3. -MAYo-JuNro. 1971 20'5 DRES. Ju AN M AN U EL J1MÉNEZ CARDoso v KuRT AMB ROS IO DIENER como ck la clura c. ión e inten sidad . d.e la ag¡jesión . mu la.r sc es ta subs tancia. disminu ye el pH intrace -así 1 f 1 1 1 l t . l 1z 'mas 11·sosómicas. La Los o:ientes les ivos pue:den e a•:1 1carse el : . u a r o cua ac iYa a as e1 1 lesión nuclear tE:mprana que puede observarse con J .-Agentes infecciosos, como viru s, ba ter1<13, el microscopio electrónico es la condensación de la hor.gos y parásitos. cromatina a lo largo de la membrana nuclear. 2.-Anoxia. Se ha comprobado que lasi células de tejidos 3.-Irradiación. animales al final de agresiones por agentes nocivos 4 .-D ro gas. presentan alteraciones similares . Entre los factores 5. -Deficiencias. o excesos nutrici::males . agresivos d estudio de los virus y b:icterias ha dado G. -C2. mbios físicos com::i alteraciones en la conocimientos nuevos y provechosos p::ira la biolo- temperatura y e:n el pH . gía . 7. - Es tados de h ipei'Sensibilidacl y de auto- in :11unidad . 8. -Defectos genéticos . 9. -Ca mbios seniles. La respuesta celular o los diferentes uente:s nocivos pur: den a fectar inicialmente : a. -Una función fi siológica. b.-Una reacción bioquímica . c.- U n órgano subcelular. La m ?I y orí a de las veces e:s difícil determinar cual fue la lesión inicial , ya que al alterarsb cual- quier función un órgano celular, el proceso puede generalizarse. Entre más conocemos de fa célula, f s má s d !fícil señalar con precisión el límite entre 1 salud v la enferrr1edad, así como entre una lesión parcial y la muertP. celular. Al nivel del microscopio de: luz, las alterr. ciones histológicas visibles son generalmente más et'dentes en el núclrn que en el citopla 3ma. Ultraestr 1ctural- me:nte las alteraciones celulares son más co plejas y se inician en el citoplas ma; la primera ma ifesta- ción de le•ión se observa en las .mitocondr as, se produce ed ema y disolución de sus crestas ~ue pre- cede a la lesión nuclear en la autólisis observf da con el microscopio ordinario de luz . Las a lteracil nes en las mitoco ndrias originan insuficiente fosfcr lación oxidativa le, cual produce alt.·eraciones. en otrls reac- ciones bioquimicas y en órganos, como me branas plasmática:;, retículo endoplásmico y apa ·ato de Golgi. Existe proliferación de lisosomas lo ual im- plica lesiór: o muerte celu lar, ya que la cél la alte- rada no pr ,,, senta inhibición de los proceso gluco- líticos. que :' igu en produciendo ácido láctico, a1 acu- Los virus no son visible:3 al microscopio d e lu z; por lo cual el estudio de ellos fu e inicialmente posi- ble sólo p:lr d uso de f!ltros con diferentes grados d~ poro3idad, así como por medio de la centrifuga- ción difereDcial a través del estudio de su compor- tamiento } ioquímico ; posteriormente ha sido posibl2 observarlo:; directamente con e:! microscopio elec- trónico . Los virus grandes ( 200 m/n ) cont:~nen pro- teínas , lípi ,~ os y polisacáridos en similares prop Jr- cicnes que las bacterias , m'entras que los má s. pe- queños ( 10 m¡n) al p3recer contienen sólo nucl::o- proteínas cerno el ácido ribonucléico y el ácido desoxirribonucleico. T aml:ún la estructura interna de las bacterias se ha pací.do estudiar mejor con el uso del micros- copio ele:drónico ya que antes. se consideraba a ellas como una célula primitiva , puesto que únicamente podía observarse su forma , tamaño y reacción a ciertos colc rantes y ccmportamiento3 en los cultivo3. El estudio macroscópico y microscópico del a s- pecto morfológico y las características de crecimien- to en cultivo2. son las bases para la clasificación d? los hongos, pero aún hay grupos indefinidos como algunas cepas del es treptom'.cetos, las cuales ultra - estructuralmente son similares a bacterias gram-p o- sitivas. Todos estos agentes pueden desencadenar k - s:ones inflamatorias qu e histológicamente se carac- terizan por la salida d e: polimorfonucleares a través de las paredes vasculares , primero con localización perivascular y después emigrando al sitio de la le- sión, al mismo tiempo hay exudación, lo que conduce al edema mFlamatorio, se presentan también mono- citos e histíocitos, a partir de aquí puede haber re- solución o progresión de la inflamación con presen- cia de linfocitos, macrófagos, células plasmáticas, células ceb.:idas y fibroblastos . 206 REV. Fi\c. i 1IE0. VoL. XIV.-NúM. 3. -Mwo-Tu Nro. 1971 LA MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA EN LA ANATOMÍA PATOLÓGI CA (PRIMERA PARTE ) La extensión de la reacción inflamatoria y la lesión tisular está relacionada con el agente noci- vo, Ja reacción del huésped y el tiempo de evolu- ción. La repaación dd tejido lesionado es la subs- titución de las células muertas: o dañadas por nue- vas células sanas que se originan del estrom::i de tejido conectivo, como la proliferación de fibroblasto::; y capilares lo que constitu ye el tejido de granula· ción. P osteriormente como consecuencia de la proli· feración de fibroblastos, se forma colágena que cons- tituye la cicatriz. En relación con los factores arriba menciona- dos en forma muy breve se señalarán algunas imá- genes de agentes nocivos y de Ja respuesta tisular desencade:m~ da por ellos a nivel del microscopio elec- trónico. ?.-V mus, BACTERTAS y H oNGos foto l. Virns de New Ca tle sombreados con carbón en el evaporador, tienen forma esférica con un diámetro aproxi- mado de 2.'iO 111 ¡n ( 4,000 x). REv. FAc. M Eo. VOL. XIV.-NúM. 3.- MAvo -JuN10, 1971 .. .,;; 207 Foto 2. Virus de T'~ew Castle vistos a mayor aurnent. , se identifican formas alargadas y aplanadas por colapso del virus, lo cual aumenta el di rnetro hasta llegar a 450 mu ( 6,000 x) . Foío 3. :Bacterias sombreadas con ca rbón, e idcnt ' fican las sil uetas de numerosos grupos de cocos (esféricos) (e ) y ba- (alargados). (3,000 x). - Foto 4. Se identifican bacilos(b ) (ala rgados) y cocos (e) (de fo rma esférica). (4,000 x . Foto 5. A mayor aumento se observan numero os cocos (c) de fo rma es férica que es la característica de este tipo de microorganismo. (5,000 x). DRES . J UAN MANUE~ J1MÉNEZ CARDOSO y KURT AMBROSIO DIENER Foto 6. Se observa con claridad la forma ala gada de lo bacilos (b) y el agrupamiento en hilera que presentan. (6,000 x). 210 REY. FAc. MEo. VoL. XlV.-NúM. 3.-MAYo-JuN IO, 1971 L.A. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA EN L.11. ANATOMÍA PATOLÓGICA (PRIMERA PARTE) Fotos 7 y 8. Ilustran esporas lisas. La foto 7 presenta el tipo Ialangiforrne encontrado en S . polycrornogenus y Ja foto 8, esporas lisas que van de la forma alargada a la cilíndrica y que se encuentran en el 80 % de las cepas de Streptornyces. (8. 000 x}. Fotos 9 y 10. La foto muestra esporangio recto en el cual siempre se encuentran esporas lisas. ( 8,000 x) . La foto 1 O, se ñala esporas espinosas encontradas en S. /Jellus. Se encuen tnm ¡i.r.on~gr,ladas en espiral. ( 6,000 x) , REv. FAc. MED. VoL. XIV.-NúM. 3.-MAYo-JuN10, 1971 Zl 1 DRES. JuAN M AN UEL J1M ,1 EZ CARDoso Y KuRT A MBROSIO D1EN ER Fot::is J 1, 12 y 13. En esias fo tos pueden ve rse los diferen '.es grados de complejidad de los cuerpos memb ra nosos encon- trados en los Streptomyces. Se observa clararne re la membrana plasmática y la pared celu lar ( 18,000 x a 32,000 x), R EFERENCIAS 1. DAEMS, W., EIGNER, J., SLlJS, V., and C HENS ; J. Th e fin e structure of the 114-S and 70-S co1 ponents of bacteriophage Oxl 74 as re vealed by negative d posítive staining methods. Biochem. Biophys . Acta 55:80 1, 196 2. 2. GLAUERT. A. The fi ne structu re of bacteria. Brit. Med. Bu!!. 18· 24 5, 1962. 3. HORNE . R . The structure of viruses. Sci. An er. 208:48, 1963. 4 . KTNG , W. Ult1aes tructural aspects of disea e. H oeber Nlectic<'.l D ivision . New York, and London, 19 6, 5. LEVY, ]., BOlRON, M., HOLLMAN, K , H.A. UGUE- NAU, F., THOMAS ~1. and FRIEDMANN, J. Etude au microsco,be electronique par coloration negative du virur. J ournal de Microscopie 2: 175, 1963. 6. MRA VKO, NI'. E. Ultraestructura de algunas ce pas de · streytomyces. Tesis profesional, l 968. México, D . F. 7. TRESNER, H ., DA VIES , lVf ., and BAKUS, E. E;ectrun mic ros·copy of streptam)'Ces spore morphology and its ro le w species diffe1entiation . J. .Bacteriol. 8 1: 1 O, 196 1. 212 Rev. FAc. Meo. Vo¡,. XIV.-NúM. 3.-MAYo-JuNio. 1971 LA MICROSCOPÍA ELECTRÓN ICA EN LA AN ATOMÍA PATOLÓGICA (PRIMERA PARTE) 3. - RESPUESTA C EL ULA R A LA A GRES IÓN Foto 14. Se observa la porción de una cél ula ; el núcleo ( N ) está conservado, hay edema de m itoc:mdrias (MI ) con disolución de sus crestas, el retículo endoplásmico (R E) e •á conservado. (5,000 x) . REv. F.\c. MEo. VoL. XIV.-Núl\I. 3. - MAYo- JuNio , 1971 213 foto 15. Fracción de una célula en la que se observ parte del níicleo (N) y mirocondrias (MI ) de tamaño variable, algunas de dimensiones consi d!."ni,bl\:~ . or edema con disohi ción de SllS crestas. {8,000 x), Foto 16. Se identifica una célula con el citoplasma claro por edema de las mi tocondrias (MI ) y del reticuloendoplásmico (RE ). El núcleo ( ) y mem branas celulare están conserva fos . ( 4,00:1 x). Fow 17, e observa una célula con el citoplasma claro p0r edema y dcgranulación del reticHlo(!ndoplásmico ru~oso (RER) (4,000 x). DREs. JuAN MANUEL J1 ÉNEZ CARDoso Y KuRT AMBRosro D1EN ER Foto 18. Porción de una célula con la membrana basal (mb) engrosada, en el citoplasma hay numerosas lisosornas (Ll ) en fooma de gránul os electrodensos, rodeados de na membrana que irve de protección para no permitir la salida de las enzimas hidrolíticl s que podrían digerir a la célula ( 4,000 x) . 216 REv. F.11c. MED. Vor .. XIV.--Nú!L 3.-MAYo-JuNIO, 1971 LA M 1cRoscoPíA ELECTRÓN ICA EN LA A NATOMÍA PATOLÓGICA (P RI MERA PARTE) Foto 19. En e l citoplasma ele una célula se encuentran lisosornas (LI ) de d imensiones similares a as mitocondrias (MI) pero se diferencian por ser electrodensos, amorfos y no tener crestas como las m itocondrias. En el caso ilustrado estos or- ganitos se encuentran aumentados en número y alguno también de tamaño, cambios que corresponden a la respuesta relular Cl'l1tl a agrc iones. ( 4,000 x). REv. FAc. Mw. VoL. XlV.~ NúM . .3 .-MAYo-J uNio , 1971 217 DRES. JuAN MANUEL J1MÉNEZ CARDoso Y KuRT AMBRos10 DIENER !'oto 20. Porción de una célula que tiene considerabldmente engrcsacla la membrana basal ( mb), por fuera hay fibras colágenrs (fe). (4,000 x) . Zl S REY. F c. ilED. VoL. XIV.-NúM .. -MAYO-Jumo, 197! LA MICROSCOPÍA ELECTRÓN ICA EN LA ANA1 0 MÍA P ATOLÓGICA (PRIM ERA PARTE) Foto 21. Se identifica la porción de una célula con la membrana basal ( rnb) eng•-osada; por dentro pueden observarse numerosas interdigitaciones (in) intracitoplásmicas que · rodean las mi tocondrias. Por fuera hay numerosas fi bra colágenas (f c) ( 4-,000 x). REV. FAc. MEo. VoL. XIV.-NúM . .3.-MAYo-Ju Nto, 1971 219 DRES . JUAN MANUEL J1MÉ NEZ CARDOSO y KURT AMBROS IO D1ENER Fe.to 22. Se observa la membrana basal ( mb) engrosada de una célula que muestra edema del reticu loendoplásmico (RE ) y de las mitocondrías (MI) . El núcleo (N) muestra la ero :natina agrupada irregula rmente. ( 4,000 x) . 220 REY. F Ac. MED . VOL. XIV.~NúM . 3. -MAYO-}U N IO, 197 1 Feto 23 . .') p observa una cé lula epitelial de l túbul o próxima! renal. El núcleo (N ) mu ~st:a cúmulos irregulares de cro- matina loca li zados predomi nankrnen te cerca ele la membrana nuclear, corn o se obse rva en casos de daño miclear. ( 6,000 x). Foio 24 Porción de una célula: se ide ntifica el n úcleo (N ) ron acúrnulos irregula res de cromatina . (5,000 x). ·1.-ELEMENTOS CELULARES DE LA IN FLAMACIÓN Foto 25. Porción de tej ido con reacción inflamatoria cara te rizada por células cebadas ( cb). edema (Ed) , hay abundan- tes fibras colágenas ( fe) (3.500 ) . Foto 26. En el centro de la fotografía se encuentr~ un polimorfonuclear con su núcleo (N ) segmentado en tres porciones y unidas cntfc sí por finas bandas de cromatina. En el citoplasma se identifican las granulaciones específicas (gr), abun- dante rec ticuloendoplásmico ( re) y mitoconclrias (Mf ) , (4,000 x) . Foto 27. Se observa un monocito con el núcleo ( N) en for,na de h erradu:·a, se distingue el reticuloendoplásmico ( re) y m itocondrias ( mi) , la membrana celular tiene forma irre3·ular por nume .oscs scudépodos, característicos de los mono. cites, ( 4,000 x). Foto 28. Fotografía de un monocito cortado en forma irregular pero con e! núcleo (N) semejando una herradura , no tan' clara como en la fotografía anterior. El citoplasma que rodea el núcleo muestra reticuloendoplásmico ( re) , mitocondrias ( mi) y lirnsomas ( Ji) , el borde citoplásmico tiene seudópodos. (4,000 x). t Foto 29. Linfocito caracte ri zado por el núcleo ( N) grande que ocupa la mayor parte de l citop lasma, el núcleo p;·escnta en uno de sus extremos una muesca. ( 3,500 x). Foto 30. Se identifican dos linfocitos (L) con su tiúcelo ocu;Jando la mayo~ parte del citoplasma y con muesca caracte- rística. En un linfocito puede obse·rvarse el citop lasma con algunas rn itoconclrias (mi ) y g-rán ulos electroclensos. ( 4,000 X). Foto 3 l. Cél:.tla p!asmática con us carac terísticas habituales, el núcleo (N ) basal, abundante reticuloendoplásmiro rugc .- sn ( RER ), mitocondrias (MI) y aparato de Golgi localizado en la concavidad que deja el núcleo. ( 4,500 x) . Fct '.l '.i2 . c ¿Jula cebada con el núcleo (N) excéntrico, en el <<t e.p lasma hay numerosos gránulos (g) específicos y elcctro- densos, t:1mhién se ide:nific:in r:Úc;condrias ( MI ) y reticuluendcplásmi o (R E ). (5 000 x). \ • V .. . +{ f:;. ~ ¡ , \· .. ' " J ,. .;r ... {41r 5 . -REPARACIÓN f oto 33. T cj icb de reparación en el que se observan a lgunos fi brob last: s de fo rma y tamaño variables con núcleo (N) excéntrico)' citop lasma con abundante re ticuloendoplásmico (R E). ( '.1.500 x). Fot'..l 3'L A mayor aumento .e ol:servan tres fíbroblastos con su n óclco ! N) exc:éntrico o central , p ero con tende;ic ia a st:r a largado, en el citop lasma hay ab undante reticu loendoplásmi co rugoso (R ER ). Fuera de los fib roblastos se observan fi bras colágen:i.s (fe). (6,000 x). Foto 35. Tejido c0rrcspond'.en te a una cicatriz con abundan •es fiiJras 1uláge1ias (fe), a ún hay edema (ed). (3,500 >:). Foto 36 . Po; ción de una cicatriz caracterizada por la a usen ;ia de fib roblastos y la presencia de num erosas fibras colágenas (fe). (5,000 x ). DRES. JUA N MANUEL )1MÉ NEZ CARDOSO y KURT AM BROSlO D1ENER f c t ::> 37. A mayor aumento las fib ras colágenas ( fe) de una c'.ca triz se encuentran formadas p or mic rofibrillas (mf) las cu::c!cs rnuesLan estriaciones transversales. ( 13,000 x). RE FERNCIAS • 1. ¡\1\IDRO::, I l!S , K. , y JIMENEZ. J. M . M icroscopía elec- trónica. Estructuras fina s de células, tejidos y Órganos n orrnale r del hombre. ECLAISA. Méxic:.i, D. F ., 1969. 2. BORNS'TF.IN, P., :NIEYERS , M., and PIEZ. I<.. Studies of collog«n .s tructu.re utilizing the cleavage of rnethionyl bonds by cyanogen bromide ( C.I\' Br ) . Fed. P roc. 24: 35'.l. 1965. J. 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