La Histología (del griego histós "tejido") es la ciencia que estudia todo lo referente a los tejidos que conforman un individuo, tomando en consideración su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. La Histología también se ha denominado anatomía microscópica.
La Biología Celular es una rama de la Citología que estudia más específicamente las células, en lo que atañe a su estructura, composición química y las funciones que se derivan de ella; así como también el funcionamiento de los sistemas celulares y sus mecanismos de regulación y control.
Uno de los principales objetivos de la Histología moderna es permitirle al estudiante la comprensión de la estructura microscópica de las células, tejidos y órganos, al mismo tiempo que se relaciona la morfología con la función e incluyendo aspectos de biología celular y molecular (1).
Todos los seres vivos están constituidos por células, pequeños compartimientos que contienen sustancias químicas en una solución acuosa y delimitados por una membrana. Las células están compuestas a partir de moléculas, dispuestas en diferentes niveles de organización y al cooperar entre ellas conforman los organismos vivos, desde los más simples hasta los más evolucionados, como el ser humano.
1.2.-Limitaciones para el estudio de las células y tejidos:
Las células son muy pequeñas y complejas, características éstas que dificultan observar su estructura y descubrir su organización molecular y más difícil aún, comprender el funcionamiento de sus diversos constituyentes. Lo que podamos conocer de las células dependerá de los instrumentos disponibles y adecuados para observar y analizar, tanto células individualizadas (Biología Celular) como los tejidos y órganos (Histología). Las técnicas de laboratorio son cada vez más específicas y actualizadas; de allí que para familiarizarse con los conceptos, es necesario conocer los métodos empleados para el estudio de las células y tejidos.
Las células son muy pequeñas y complejas, características éstas que dificultan observar su estructura y descubrir su organización molecular y más difícil aún, comprender el funcionamiento de sus diversos constituyentes. Lo que podamos conocer de las células dependerá de los instrumentos disponibles y adecuados para observar y analizar, tanto células individualizadas (Biología Celular) como los tejidos y órganos (Histología). Las técnicas de laboratorio son cada vez más específicas y actualizadas; de allí que para familiarizarse con los conceptos, es necesario conocer los métodos empleados para el estudio de las células y tejidos.
Una célula animal típica, cuyo diámetro aproximado puede estar entre los 10 y 25 micrómetros (µm), es mucho más pequeña que una partícula que pueda ser observada a simple vista por el ojo humano. Se tuvo que esperar entonces a principios del siglo XIX la aparición de instrumentos ópticos, buenos microscopios fotónicos, para descubrir que los tejidos vegetales y animales estaban constituidos por agregados de células, independientes desde el punto de vista estructural, pero interrelacionadas funcionalmente.
Las células no son solamente minúsculas, también son incoloras y translúcidas en su mayoría. Dilucidar este hecho permitió el desarrollo de un surtido de técnicas colorantes que asegurarían un contraste suficiente para poder visualizar las células en toda su estructura y complejidad, y más adelante, en el siglo XX, la observación de detalles de la ultraestructura de los componentes más finos del citoplasma, gracias al empleo de la microscopía electrónica.
La observación de las células permite estudiar principalmente la estructura; aunque también a partir de hallazgos en las micrografías, que son imágenes estáticas, se puede inferir sobre alguna actividad celular o proceso fisiológico. Las células no pueden sobrevivir si son separadas del organismo al cual pertenecen, por lo que ameritan condiciones especiales para poder subsistir o perpetuarse y de la simple observación se puede pasar a una intervención activa, tales como el aislamiento y cultivos celulares, técnicas estas que permiten obtener datos relacionados directamente con las actividades fisiológicas de las células y sus relaciones con el entorno.
1.3.-Unidades de medida empleadas en microscopía:
Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. Para determinarla se emplea el Sistema Internacional de Unidades (SI) también conocido como sistema métrico, que es el más ampliamente usado. Este sistema se originó a partir del antiguo sistema métrico decimal mks (metro-kilogramo-segundo), el cual fue mejorado. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, celebrada en Paris (26, 27, 28).
Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. Para determinarla se emplea el Sistema Internacional de Unidades (SI) también conocido como sistema métrico, que es el más ampliamente usado. Este sistema se originó a partir del antiguo sistema métrico decimal mks (metro-kilogramo-segundo), el cual fue mejorado. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, celebrada en Paris (26, 27, 28).
La longitud es una magnitud creada para medir la distancia entre dos puntos y su unidad es el metro. La palabra metro proviene de la palabra griega metron (µ?t???). Se representa con la letra m.
Submúltiplos del metro:
-decímetro (dm): 10-1 metros.
-centímetro (cm): 10-2 metros.
-milímetro (mm): 10-3 metros.
-micrómetro (µm): 10-6 metros.
-nanómetro (nm): 10-9 metros.
-angstrom (Å): 10-10 metros.
-picómetro (pm): 10-12 metros.
-femtómetro o fermi (fm): 10-15 metros.
-attómetro (am): 10-18 metros.
-zeptómetro (zm): 10-21 metros.
-yoctómetro (ym): 10-24 metros.
-decímetro (dm): 10-1 metros.
-centímetro (cm): 10-2 metros.
-milímetro (mm): 10-3 metros.
-micrómetro (µm): 10-6 metros.
-nanómetro (nm): 10-9 metros.
-angstrom (Å): 10-10 metros.
-picómetro (pm): 10-12 metros.
-femtómetro o fermi (fm): 10-15 metros.
-attómetro (am): 10-18 metros.
-zeptómetro (zm): 10-21 metros.
-yoctómetro (ym): 10-24 metros.
Conocer las unidades de medida de longitud es relevante para el estudiante de medicina, porque entre otras cosas, algunas de ellas se emplean en la microscopía:
• El micrómetro (µm) es la unidad de longitud equivalente a una millonésima parte de un metro, abreviado µ (plural latino: micra). También conocido como micrón.
• El nanómetro (nm) es la unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro. Utilizada además para medir las longitudes de onda de las radiaciones electromagnéticas, la luz entre ellas. Esta unidad se ha hecho importante en campo de la Nanotecnología, disciplina que estudia materiales cuyas dimensiones son en el orden de escasos nanómetros.
• El ångström (Å) es la unidad de longitud empleada principalmente para expresar longitudes de onda, distancias moleculares y atómicas. Su nombre viene dado por el físico sueco Anders Jonas Ångström. Actualmente su uso en microscopía es restringido, en cierto modo ha sido sustituido por el nanómetro.
Equivalencias:
Relaciones entre las diferentes unidades de medida empleadas en microscopía:
1 mm = 1000 µm
1 µm = 1000 nm
1 nm = 10 Å
1 Å = 0.1 nm
1 Å = 0.0001µm
1.4.-Dimensiones de las células y sus constituyentes:
¿Por qué es importante conocer el tamaño y dimensiones de las células y sus estructuras?
En el estudio histológico se hace necesario estar al tanto de las características estructurales normales de las células y tejidos que ellas conforman. La forma característica de las células, sus dimensiones, diámetros y tamaño, entre otras variables, se constituyen en puntos de referencia al momento de estudiar tejidos que presentan cambios morfológicos. Si se conoce lo normal, se estará en capacidad de identificar algún cambio en dicho patrón. Tal es el caso de la Anatomía Patológica, disciplina que estudia todos los aspectos morfológicos de las enfermedades, fundamentalmente a nivel celular y tisular. Estas transformaciones son analizadas con diversos procedimientos, que actualmente incluyen desde la visión ocular directa (macroscópica), la microscopía óptica y la ultraestructura, hasta la patología molecular.
¿Por qué es importante conocer el tamaño y dimensiones de las células y sus estructuras?
En el estudio histológico se hace necesario estar al tanto de las características estructurales normales de las células y tejidos que ellas conforman. La forma característica de las células, sus dimensiones, diámetros y tamaño, entre otras variables, se constituyen en puntos de referencia al momento de estudiar tejidos que presentan cambios morfológicos. Si se conoce lo normal, se estará en capacidad de identificar algún cambio en dicho patrón. Tal es el caso de la Anatomía Patológica, disciplina que estudia todos los aspectos morfológicos de las enfermedades, fundamentalmente a nivel celular y tisular. Estas transformaciones son analizadas con diversos procedimientos, que actualmente incluyen desde la visión ocular directa (macroscópica), la microscopía óptica y la ultraestructura, hasta la patología molecular.
El tamaño de la célula está relacionado con la función que ella desempeña y es una de las variables morfológicas que con frecuencia se ve afectada cuando la célula presenta alteraciones patológicas. Por ejemplo, en tejidos cancerosos se observa la hipertrofia, que consiste en un aumento en el tamaño mas no en el número de las células que forman el tejido (29). Generalmente el tamaño es constante para cada estirpe (o tipo) celular e independiente del tamaño del individuo; una célula del riñón de un humano es del mismo tamaño que la célula equivalente del riñón de un ratón; sin embargo, el riñón humano es más grande porque posee mayor número de células.
Las dimensiones de las células y sus elementos se pueden apreciar y cuantificar tanto al microscopio fotónico como al microscopio electrónico (Fig. 1-1).
Figura 1-1. Relación de tamaños según el Sistema Métrico Decimal. Algunos ejemplos de dimensiones y tamaño de las células se presentan en una escala logarítmica; se indica el tamaño de los elementos que pueden ser visualizados con los microscopios fotónico y electrónico.
Métodos histológico y citológico
En la mayoría de los casos, el diagnóstico de cáncer no es difícil. Los dos extremos del espectro malignidad-benignidad no crean ningún tipo de problema. Los datos clínicos son imprescindibles para llegar al diagnóstico anatomopatológico. Así, las alteraciones producidas en la piel o en las mucosas por la radiación pueden ser similares al cáncer. Los cortes tomados de una fractura en fase de consolidación pueden ser muy parecidos a un osteosarcoma. Además, el estudio de una lesión sólo será tan bueno como lo permita la muestra sobre la que se hace. Esta debe ser adecuada y representativa y estar bien conservada. Existen varias formas de obtener el material:
1.
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Extirpación o biopsia. Cuando no es posible extirpar una lesión pequeña, la selección del lugar adecuado para hacer una biopsia en un tumor grande debe hacerse teniendo en cuenta que los bordes pueden no ser representativos y que el centro puede estar muy necrótico. En la búsqueda de los linfomas diseminados (que afectan a muchos ganglios linfáticos), los de la región inguinal que drenan grandes áreas del cuerpo suelen mostrar cambios reactivos que pueden enmascarar la afectación neoplásica. La conservación de la muestra es importante, haciendo necesario su rápida inmersión en un fijador (formol), conservación de una parte en fijadores especiales (glutaraldehído) para microscopia electrónica o congelación rápida, que permite un estudio óptimo de hormonas o receptores. A veces, es deseable solicitar «biopsias intraoperatorias», para establecer la naturaleza de una lesión mamaria, o para valorar los márgenes de un cáncer operado y confirmar que se ha extirpado la totalidad de la neoplasia. Con ese método pueden hacerse cortes de una muestra congelada que permiten llegar a un diagnóstico en cuestión de minutos. El diagnóstico en congelación es muy exacto, aunque existen algunos ejemplos concretos en los que es necesario contar con el mejor detalle histológico aportado por los métodos habituales, por ejemplo, cuando se plantea la indicación de una cirugía extraordinariamente radical como la amputación de una extremidad. A pesar de los inconvenientes que ello trae consigo, es mejor esperar uno o dos días que efectuar una inten~ención inadecuada o innecesaria.
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2.
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Aspiración con aguja. El procedimiento consiste en aspirar células y líquido, con una aguja de pequeño calibre, y estudiar el material extraído en una extensión citológica teñida. Se utiliza para valorar lesiones fácilmente palpables de localizaciones como la mama, el tiroides, los ganglios linfáticos y, con ayuda de agujas especiales, la próstata. Las técnicas modernas de imagen permiten ampliar el método a lesiones de estructuras profundas (los ganglios linfáticos pélvicos). La aspiración con aguja fina es menos agresiva y más rápida de llevar a cabo que las biopsias con aguja. Es una técnica extraordinariamente fidedigna, rápida y útil.
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3.
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Extensiones citológicas. Se utiliza ampliamente para detectar el carcinoma del cuello uterino, a menudo en estadio in situ, así como en muchas otras formas de sospecha de malignidad (carcinoma endometrial, broncogénico, tumores de próstata y vejiga, o carcinomas gástricos) para la identificación de células tumorales en los líquidos abdominal, pleural, articular o cefalorraquídeo y, con menos frecuencia, en otras formas de neoplasia.
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Las células cancerosas son menos cohesivas y muestran distintas alteraciones morfológicas agrupadas bajo el término de anaplasia. En las células descamadas pueden valorarse las características de anaplasia queindican su origen canceroso. Al contrario que en el estudio histológico, en este caso el juicio diagnóstico depende de la citología celular individual o de un grupo de pocas células, sin el apoyo de las alteraciones arquitectónicas, la falta de orientación de unas células en relación a las otras y sin pruebas de la capacidad infiltrante de las células. No obstante, este método permite diferenciar entre células normales, displásicas y cancerosas y reconocer las alteraciones celulares características del carcinoma in situ (cáncer cervical).
La célula, los tejidos y las funciones vitales
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| Introducción. Todos los organismos estamos constituidos por células y por esto es tan importante saber como son las células y como funcionan. De hecho, todavía no se sabe del todo cómo funcionan ni como controlan por si mismas cuando toca hacer una cosa y cuando tienen que dejar de hacerlo. Las células lo hacen y esto es suficiente, excepto cuando dejan de hacerlo bien y empiezan las denominadas enfermedades degenerativas, como por ejemplo el cáncer, en el que las células no paran nunca de dividirse y provocan la muerte del organismo. El mundo de las células es un mundo apasionante, lleno de misterios y en el que prácticamente cada año se hacen grandes descubrimientos. De todo ello trata este tema. Actividades a realizar. Lee las explicaciones sobre la célula y los tejidos y realiza el Test de respuesta múltiple 10.1 Después lee el texto sobre las tres funciones vitales y realiza el Test de respuesta múltiple 10.2, el Crucigrama 10 y el Completar frases 10. 1 . La célula. Es la estructura viva más sencilla que se conoce, es decir que es capaz de realizar las tres funciones vitales, que son nutrirse, relacionarse y reproducirse. Consta de dos partes que son la membrana plasmática y el citoplasma.
Células procariotas. Son las células que no tienen núcleo, es decir son las que presentan su ADN más o menos condensado en una región del citoplasma pero sin estar rodeado de una membrana. El ejemplo más importante de células procariotas son las bacterias. Son células muy sencillas, sus orgánulos prácticamente sólo son los ribosomas, los mesosomes(unos orgánulos exclusivos de estas células) y algunas también tienen unos flagelos muy sencillos. | ||||||||
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Células eucariotas. Son las células que tienen núcleo, es decir son las que presentan su ADN rodeado de una membrana. Tienen estructura eucariota las células de los animales,plantas, algas, hongos y protozoos. 2 . La célula eucariota. Es puede definir como una estructura biológica constituida por tres partes denominadas membrana plasmática, citoplasma y núcleo , y que es capaz de realizar las tres funciones vitales. La célula eucariota es la unidad estructural y funcional de todos los organismos pluricelulares. Presenta formas y tamaños muy diferentes. Generalmente tienen una medida de unos unos 0,020 mm, pero algunas células eucariotas, como la yema del huevo de gallina, tienen más de un centímetro de diámetro 3 . Tipo de células eucariotas. Se diferencian dos tipos principales que son las constituyen los animales y las que constituyen los vegetales. | ||||||||
• Células animales. Se caracterizan por no presentar membrana de secreción o, si la presentan, nunca es de celulosa, por tenervacuolas muy pequeñas, por la carencia de cloroplastos y por presentar centrosoma, un orgánulo relacionado con la presencia de cilios y de flagelos.
| • Células vegetales. Se caracterizan por presentar una pared gruesa de celulosa situada en el exterior (sobre la membrana plasmática), por tener grandes vacuolas y cloroplastos (unos orgánulos de color verde debido a que contienden clorofila, que es la sustancia gracias a la cual pueden realizar la fotosíntesis) y por que no tienen ni cilios ni flagelos. | |||||||
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4. Tejidos. Es un conjunto de células especializadas en realizar una determinada actividad. Por ejemplo recubrir superficies como hace el tejido epitelial, o en contraerse cómo hace el tejido muscular. | ||||||||
Test de respuesta múltiple 10.1  | Relacionar dibujos con nombres 10. | |||||||
5. La función de nutrición. Es la función de captación de materia y energía. • Nutrición autótrofa. Es la nutrición en la que se incorpora materia inorgánica. Si para ello se utiliza energía luminosa se habla de fotosíntesis y si se utiliza la energía desprendida en reacciones químicas se denomina quimiosíntesi . Son organismos fotosintéticos las algas, las plantas y determinadas bacterias. Son organismos quimiosintéticos algunos pocos tipos de bacterias. En la fotosíntesis que hacen las algas y las plantas se desprende oxígeno. La reacción química de la fotosíntesis es: | ||||||||
Materia inorgánica(dióxid de carbono + agua)
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+
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luz
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······—>
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Materia orgánica
|
+
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oxígeno
| ||
• Nutrición heterótrofa. Es la nutrición en la que se capta materia orgánica. En la naturaleza esta materia solo la producen los seres vivos, por lo tanto alimentarse de materia orgánica quiere decir alimentarse de otros organismos, ya sean vivas o muertas. En una primera etapa se produce la digestión de los alimentos hasta llegar a unas moléculas pequeñas (nutrientes) capaces de entrar en las células. Dentro de ellas, en unos orgánulos denominados mitocondrias, reaccionan con el oxígeno (la denominada respiración celular), liberando la energía que precisa el ser vivo. El resto de las moléculas de nutrientes se utilizan para crear reservas de energía o para generar estructuras y así crecer. La reacción química de la respiración celular es:
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Materia orgánica
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+
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oxígeno
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·······—>
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Materia inorgánica(dióxid de carbono + agua)
|
+
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Energía
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| 6 . La función de relación. Es la captación de estímulos y la emisión de respuestas adecuadas. • Los estímulos pueden ser químicos, táctiles, luminosos o acústicos. • Las respuestas pueden ser movimientos, secreciones o simplemente crecimientos direccionales, como sucede con las raíces de las plantas respeto al agua (quimiotropisma) o con las ramas respeto a la luz (fototropisma). 7 . La función de reproducción. Es la generación de nuevos individuos. Hay dos tipos de reproducción, la reproducción asexual y la reproducción sexual. 8 . La reproducción asexual. Es aquella en la que los descendentes son genéticamente idénticos al progenitor, es decir tienen la misma información en su ADN. Un ejemplo de reproducción asexual es el de una rama de geranio que se rompe y se planta en tierra. Al cabo de un tiempo la rama genera raíces y se forma un nuevo geranio. En la reproducción asexual sólo hay un progenitor y un proceso de multiplicación celular en el cual las células hijas son idénticas a la célula madre. Este tipo de división celular se denomina mitosis. • Tipo de reproducción *asexual en los organismos unicelulares. Según la forma de dividirse la célula se distingue la bipartición, la gemación y la esporulación. | ||||||||
Bipartición
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Gemación
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 Esporulación | ||||||||
• Tipo de reproducción asexual en los organismos pluricelulares. Básicamente consiste en un fragmento del progenitor que crece y da lugar a un nuevo individuo. Se distingue la reproducción poresquejes en el geranio, por tubérculos en la patata, por bulbos en la cebolla y por escisión o porgemación en los pólipos.
9 . La reproducción sexual. Es aquella en la que los descendentes son genéticamente diferentes de sus progenitores y diferente también entre los hermanos. Se realiza mediante células especiales denominadas células sexuales que sólo tienen la mitad de información genética y que es diferente en cada una de ellas. Las células sexuales se originan mediante una división celular especial denominadameiosis. Hay dos tipos de células sexuales: los gametos y las espores sexuales. • Reproducción sexual por gametos. Se realiza mediante la unión (fecundación) de un gameto masculino con un gameto femenino. Esto da lugar a una célula (zigoto) que ya tiene la información genética completa. El zigoto por multiplicación da lugar a un embrión y después a todo un nuevo individuo. Los gametos masculinos de los animales se denominan espermatozoides y los de las plantas anterozoides. Los gametos femeninos de los animales se llaman óvulos y los de las plantasoosferas. La fecundación puede ser externa o interna gracias a órganos copuladores. En los animales el desarrollo embrionario se puede producir dentro de un huevo (ovíparos) o en el interior del cuerpo materno (vivíparos). | ||||||||
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• Reproducción mediante esporas sexuales. En ella una sola espora ya genera todo un nuevo individuo. Se da en hongos y en plantas. En estas últimas se alterna una reproducción sexual mediante gametos con una reproducción sexual mediante espores. • Reproducción alternante. Se da por ejemplo en algunas especies de medusas En ella se alterna una reproducción sexual por gametos con una reproducción asexual mediante fragmentación. | ||||||||
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