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BIENVENIDOS Introducción al estudio de la Histología y Morfología Celular Prof. Nataly Gaerste Unidad I. Introducción al estudio de la Histología y Morfología Celular Objetivo General: Especificar las herramientas que utiliza la histología para el estudio ultraestructural de tejidos y de la célula como unidad morfológica y funcional del organismo Contenido: • Histología. Concepto y aplicaciones Científicas y clínicas. Técnica Histológica. Etapas en la preparación de tejidos para su estudio al microscopio óptico y electrónico. Histoquímica y Citoquímica Microscopía. Tipos de Microscopios y aplicación. Microscopio óptico: partes y funcionamiento. Microscopio electrónico: de transmisión y de barrido. Histología Es la rama de la biología encargada del análisis microscópico de la anatomía celular y tisular de los tejidos biológicos. Marcello Malpighi es reconocido como el fundador de la Histología Las primeras investigaciones histológicas se hicieron en el siglo XVII gracias a la invención del microscopio óptico por Antonio Van Leeuwenhoek Es el estudio de la forma y la estructura de los organismos vivos organizados ¿Qué es la Anatomía? Anatomía Macroscópica Anatomía Microscópica ¿Qué es la Citología? o Biología Celular es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en cuanto a lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, organelos, su interacción con el ambiente y su ciclo vital. Órgano: unidad funcional mayor compuesto por distintos tipos de tejido Sistema de Órganos: conjunto de órganos con funciones relacionadas Tejido: agrupación de células con la misma función Célula: Unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. Es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.(Cel. Epiteliales cilindricas altas) Bioquímica Fisiología Anatomía Clínica Genética Patología Histología Haga clic para modificar el estilo de texto del patrón Segundo nivel Tercer nivel Cuarto nivel Quinto nivel Técnica Histológica Obtención de la muestra. Las necropsias o autopsia Las biopsias Las piezas operadas. Animales de experimentación Humanos Necropsias: Se obtienen piezas de un cadáver. Para histología normal es necesario que se trate de un cadáver fresco y que no haya sido atacado por ninguna lesión, por lo menos el órgano que se quiere estudiar. Biopsias: son trozos de tejido que se obtienen de un sujeto con vida con el objeto de estudiarlos al microscopio y efectuar un diagnostico histopatológico. Piezas operadas: los tejidos han sido extraídos de las intervenciones quirúrgicas, generalmente tumores u órganos inflamados, también pueden darnos material de investigación. Preparación Histológica de los tejidos 1- Obtención de la muestra Fragmentos de tejido, de origen humano o animal. Preparación Histológica de los tejidos 2-Fijación Métodos Químico: por inmersión Físico: por congelación Formalina: solución acuosa de formaldehído al 37% Preparación Histológica de los tejidos 3-Deshidratación Se extrae el agua del tejido, utilizando para ello una serie de baños crecientes de alcohol. Preparar al tejido para su encuentro con el medio de inclusión TOMADO DE: Histología y Embriología del ser humano. Eynard-Valentich-Rovasio. Preparación Histológica de los tejidos 4.- Aclaramiento: proceso por el cual se consigue la sustitución del agente deshidratante por una sustancia miscible (mezclable) con el medio de inclusión. (Xilol) Preparación Histológica de los tejidos 5.-Infiltración (Impregnación o Inclusión) Proceso que tiene por objeto “rellenar o infiltrar” completamente la muestra histológica con el medio que se va a usar para la imbibición (absorción) del tejido. (Baños sucesivos de parafina fundida) Preparación Histológica de los tejidos 6.- Encastramiento del tejido y confección de los bloques: consiste en la obtención de un bloque sólido de tejido más medio de inclusión, mediante el enfriamiento lento a 10-15ºC: El bloque sólido se llama TACO. TOMADO DE: Histología y Embriología del ser humano. Eynard-Valentich-Rovasio. Preparación Histológica de los tejidos 7-Orientación de la pieza Para realizar el corte del tejido se monta el taco en el microtomo y se obtienen cortes sumamente delgados (5-10 micrómetros). Micro: pequeño / Tomo: corte 1 milímetro = 1000 micrómetros Preparación Histológica de los tejidos 8- Montaje: los cortes se colocan sobre láminas portaobjetos cubiertos previamente con capa de albúmina o gelatina Preparación Histológica de los tejidos 9- Aclaramiento: Extracción de la parafina con xilol (Desparafinación). 10.- Rehidratación: desplazar el xilol por agua. Alcohol con agua en concentraciones decrecientes 11.- Tinción o Coloración: con colorantes histológicos en su mayoría en solución acuosa TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Mx. Fijada en Formol al 10% Gasa e identificación de la Mx. TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Corte del tejido (hoja de Bisturí) Tejido Fijado TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Corte del tejido (hoja de Bisturí) Tejido Fijado TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Batería de Deshidratación Batería de Aclaramiento TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Estufa Inclusión en parafina fundida TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Estufa, con el tejido a ser incluido TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Cajas de papel para preparar el bloque TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Preparación del Bloque TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Tejido incluido en parafina TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Bloque terminado TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Microtomo TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Corte del tejido en el Microtomo Bloque de Tejido Cuchilla del Microtomo TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Tejido Cortado Bloque de Tejido Tejido Cortado TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Tejido Cortado en el Baño de flotación Tejido Cortado TÉCNICA HISTOLÓGICA O DE LA PARAFINA FOTOGRAFÍAS: LABORATORIO HITOTECNOLOGÍA. DPTO CS. MORFOLÓGICAS Y FORENSES. Montaje del tejido en el portaobjeto para su desparafinación Lámina Portaobjeto Tejido Biopsias por congelación Para identificar hallazgos intraoperatorios inesperados, saber si se ha extirpado toda la masa patológica y si el borde de la resección quirúrgica está libre de tejido enfermo • Se congelan fragmentos de tejido usando anhídrido carbónico comprimido o un líquido frío (isopentano) a una temp de -50ºC • Corte del tejido congelado en un criostato (cámara refrigerada que contiene un microtomo) • Montaje del corte en un portaobjetos • Tinción del corte: HE, azul de metileno y PAS El proceso puede tardar 10 minutos y el resultado se comunica al cirujano inmediatamente Investigar:diferencias entre microtomo y ultramicrotomo Histoquímica y Citoquímica Procedimientos que proporcionan información detallada sobre la actividad química que tiene lugar en células y tejidos. Colorante o anticuerpo marcado Componente celular o actividad enzimática Producto coloreado Composición química de las muestras histológicas La composición química de un tejido preparado para la coloración de rutina es muy diferente a la del tejido vivo. Los componentes que quedan después de la fijación son moléculas de gran tamaño que no se disuelven con facilidad, entre ellos: Nucleoproteínas Proteínas intracelulares del citoesqueleto Proteínas extracelulares Complejos fosfolìpidos-proteínas Composición química de las muestras histológicas Los solventes disuelven los lípidos neutros Las macromoléculas que se pierden durante la fijación de rutina son: Glucógeno, Proteoglucanos y glucosaminoglucanos Los componentes solubles, los iones y las moléculas pequeñas también desaparecen durante la preparación de las muestras incluídas en parafina: glucosa, sodio,cloro y sustancias similares Estos iones y pequeñas moléculas solubles no constituyen elementos morfogénicos hísticos sino que participan en los procesos de síntesis o en las reacciones celulares. Colorantes usados en Microscopia óptica Fundamento: Radica en la propiedad que tienen todos los tejidos para incorporar y fijar de modo variable diversas sustancias coloreadas. Según su afinidad tisular: Colorantes básicos Colorantes ácidos Colorantes neutros Colorantes metacromáticos Colorantes indiferentes Colorantes Básicos: poseen una carga global positiva (catiónicos), reaccionan con los componentes aniónicos de las células. Ej.Hematoxilina Colorantes Ácidos: poseen una carga global negativa (aniónicos), reaccionan con los componentes catiónicos de las células. Ej. Eosina Sección de un glomérulo de un riñón de mamífero teñido con hematoxilina-eosina. Los núcleos aparecen de color violáceo (hemtoxilina) y el citoplasma de color rosado (eosina). Colorantes neutros: su carga global es neutra. Propiedad de colorear junta o separadamente diversas estructuras. Ej. Giemsa Colorantes Indiferentes: no poseen carácter ácido, básico o salino definido. Colorean mediante impregnación. Ejm: Plata Fibras Reticulares Ganglio de rata Coloraciones más utilizadas Coloración Hematoxilina-Eosina (H.E): Utiliza dos tipos de colorantes. La hematoxilina que es un colorante básico, colorea los componentes ácidos de la célula (núcleo) de color morado; y la eosina que es un colorante ácido se une a estructuras básicas de la célula (citoplasma) otorgándole una tonalidad rosada Testículo Coloración con PAS (ácido periódico-Shiff): se usa para determinar la presencia de macromoléculas ricas en glúcidos como glucógeno, glucoproteínas y glucosaminoglucanos. Se observa color fucsia al microscopio óptico. (Coloración Histoquímica) Hígado. Glucógeno Coloración con Azán: (tricrómica): se obtiene tres colores diferentes: Azul oscuro en los núcleos de la célula; rojo en el músculo, queratina y citoplasma celular, y azul claro en el mucinógeno y colágeno, o sea en el tejido conjuntivo Coloración con metales: actúan impregnando a ciertos componentes celulares. Se usan para demostrar aparato de golgi, y las neurofibrillas.Ej: sales de plata, tetraóxido de osmio. Tejido colágeno Corte transversal de nervio, la mielina (en negro) coloreada con tetróxido de osmio. Coloración con hematoxilina férrica: útil para estudiar detalles celulares finos. Ej. Las fibras elásticas y las mitocondrias presentes en el citoplasma de ciertas células Tricrómico de Cajal y Gallego: implica el uso de tres colorantes. Para demostración diferencial y selectiva de las fibras colágenas y del músculo. Raíz de cebolla Tejido conectivo denso de color azul y el músculo estriado esquelético de color rojo oscuro. La ocreína y la fucsina resorcina: son colorantes para fibras elásticas. Se observan entre bordeau y castaño oscuro. Elementos celulares que presentan basofilia, que representan los estructuras ácidas y se ven de color morado al microscopio óptico Heterocromatina y nucléolos del núcleo Algunos componentes citoplasmáticos Material extracelular Elementos celulares que presentan acidofilia, que representan las estructuras básicas y se ven de color rosado al microscopio óptico La mayoría de los filamentos citoplasmáticos La mayoría de los componentes membranosos intracelulares La mayoría de las fibras extracelulares Microscopía Microscopio Instrumento que amplifica una imagen y permite la observación de mayores detalles de los posibles a simple vista. M. Óptico compuesto Campo claro Campo oscuro Contraste de fase Fluorescencia Luz U.V. M. Electrónico Transmisión (MET) Barrido (MEB) La Luz como onda En una onda electromagnética, por ejemplo, el campo eléctrico cambia en intensidad de manera cíclica así: • Cada ciclo de la onda se repite en intervalos separados por una longitud de onda • La frecuencia mide el número de estos ciclos que ocurren cada segundo. • En la luz, la longitud de onda determina el color de la luz (por ejemplo la longitud de onda correspondiente al color verde es de 550 nanómetros) EL ESPECTRO ÓPTICO La luz blanca está compuesta de ondas de diversas frecuencias. Cuando un rayo de luz blanca pasa por un prisma se separa en sus componentes de acuerdo a la longitud de onda así: AUMENTO Es la relación entre el tamaño de la imagen y el del objeto en medidas lineales El Aumento de un microscopio es: Am= A lente objetivo x A Lente ocular Ej: Ocular: 10X Objetivo: 40X ¿Cuanto es el aumento del microscopio? Microscopía Microscopía Poder de resolución Es la capacidad de producir imágenes separadas de objetos que están muy cerca uno de otro. Numéricamente equivale a d o distancia mínima entre dos objetos distinguibles. Ojo humano: d= 0.2 mm Depende de: Apertura numérica (An) del sistema óptico (objetivo y condensador) Longitud de onda de la luz incidente () Microscopio óptico de Campo Claro Usa Luz Visible. D = 0.2 um.(micrométro) La luz atraviesa el objeto examinado y el objetivo capta la luz directa proveniente de la fuente luminosa Utilidad: Académico, Diagnóstico clínico (Lab. Bioanálisis, Patológico), Investigación. Componentes Principales: Fuente Luminosa Lente Condensadora: para enfocar el haz de luz a la altura de la muestra - Platina: sobre la que se coloca la muestra. - Lente Objetivo: para recoger la luz que ha atravesado la muestra - Lente ocular: a través de la cual se puede examinar directamente la imagen formada por la lente objetivo MICROSCOPÍA PARTES DE UN MICROSCOPIO ÓPTICO Mecánicas Cabezal Brazo Revolver Platina Carro Tornillos macrométrico y micrométrico Base Ópticas Lámpara Condensador/Diafragma Objetivos Oculares Examen de un Preparado Histológico con el Microscopio Óptico Los artefactos o artificios son elementos que representan un error en el proceso de preparación (partículas de polvo, fragmentos de vidrio, agregados de colorante, filamentos de gasa etc.) OTROS SISTEMAS ÓPTICOS • Microscopio de Contraste de Fase: Aprovecha las pequeñas diferencias en el índice de refracción que hay en diferentes partes de una muestra de células o tejidos. - Las partes oscuras corresponden a las regiones densas y las partes claras corresponde a las regiones menos densas Utilidad: permite observar las células en acción y estudiar los movimientos implicados en procesos como la mitosis o la migración celular. Estudiar cortes semifinos no teñidos Microscopio de Campo Oscuro La lente objetivo no capta la luz directa proveniente de la fuente luminosa El principio se consigue con un condensador específico que permite transmitir la luz de forma circular, dejando el centro oscuro. Con esto se logra que el fondo de la muestra aparezca negro y los especimenes brillantes. Utilidad:En la práctica clínica para la detección de cristales en la orina y la identificación de espiroquetas Microscopio de Fluorescencia Aprovecha la capacidad de algunas moléculas de fluorescer bajo la luz UV Utilidad: Detección de moléculas con autofluorescencia como la vitamina A y algunos neurotransmisores (fluorescencia natural) En técnicas de inmunocitoquímica (fluorescencia secundaria), - En la investigación del trayecto de fibras nerviosas Microscopio de Luz ultravioleta (UV) Utiliza lentes de cuarzo con una fuente de luz ultravioleta. La imagen depende de la absorción de la luz UV por las moléculas de la muestra. La muestra no puede inspeccionarse directamente a través del ocular porque la luz UV no es visible y lesiona el ojo. Utilidad: Detectar ácidos nucleicos, en especial las purinas y pirimidinas. Detectar proteínas que tienen ciertos aminoácidos en la práctica clínica para evaluar el grado de ploidia en cortes de tumores MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA Representa un gran adelanto respecto a la microscopía óptica ya que: • La longitud de onda del haz de electrones es 2000 veces menor que la del haz de luz, por lo que aumenta la resolución por un factor de 10³ Los electrones no pueden atravesar el vidrio, por lo que deben remplazarse por bobinas o lentes electromagnéticas Existen dos tipos: MET y el MEB Microscopio Electrónico de Transmisión Utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz La fuente es un filamento de tungsteno calentado que emite electrones El haz de electrones atraviesa una serie de lentes electromagnéticas que Cumplen la misma función que las lentes cristal de un microscopio óptico La imagen final se observa en una pantalla fosforescente Microscopio electrónico de barrido - El haz de electrones no atraviesa la muestra sino que explora (barre) su superficie. - Forma una imagen de tipo tridimensional en un tubo de rayos catódicos de alta resolución. GRACIAS INVESTIGAR 1-La célula: Concepto, función, tipos (procariotas y eucriotas), tamaños y formas y organizaciones celulares. 2-Citoplasma: Organelas membranosas: Membrana plasmática o Plasmalema: Modelos 3-Movilización de sustancias, receptores. Transporte vesicular. Exocitosis y endocitosis. 4-Endosomas, lisosomas, retículo endoplasmático liso y rugoso, aparato de Golgi, mitocondrias, peroxisomas. INVESTIGAR 5-Organelas No membranosas: (citoesqueleto) Microtúbulos, Microfilamentos, filamentos intermedios, centriolos y centros organizadores de microtúbulos, cuerpos basales.Citosol. Inclusiones citoplasmáticas: INVESTIGAR
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