La histología , [ayuda 1] también conocida como anatomía microscópica o microanatomía , [1] es la rama de la biología que estudia la anatomía microscópica de los tejidos biológicos . [2] [3] [4] [5] La histología es la contraparte microscópica de la anatomía macroscópica , que observa estructuras más grandes visibles sin un microscopio . [5] [6] Aunque se puede dividir la anatomía microscópica en organología , el estudio de los órganos, histología , el estudio de los tejidos y citología , el estudio de las células , el uso moderno coloca todos estos temas en el campo de la histología. [5] En medicina , la histopatología es la rama de la histología que incluye la identificación microscópica y el estudio del tejido enfermo. [5] [6] En el campo de la paleontología , el término paleohistología se refiere a la histología de organismos fósiles . [7] [8]
Hay cuatro tipos básicos de tejidos animales: tejido muscular , tejido nervioso , tejido conectivo y tejido epitelial . [5] [9] Todos los tejidos animales se consideran subtipos de estos cuatro tipos de tejidos principales (por ejemplo, la sangre se clasifica como tejido conectivo, ya que las células sanguíneas están suspendidas en una matriz extracelular , el plasma ). [9]
Para las plantas, el estudio de sus tejidos cae dentro del campo de la anatomía vegetal , existiendo los siguientes cuatro tipos principales:
La histopatología es la rama de la histología que incluye la identificación microscópica y el estudio del tejido enfermo. [5] [6] Es una parte importante de la patología anatómica y la patología quirúrgica , ya que el diagnóstico preciso del cáncer y otras enfermedades a menudo requiere un examen histopatológico de muestras de tejido. [10] Médicos capacitados, frecuentemente patólogos autorizados , realizan exámenes histopatológicos y brindan información de diagnóstico basada en sus observaciones.
El campo de la histología que incluye la preparación de tejidos para su examen microscópico se conoce como histotecnología. Los títulos de trabajo del personal capacitado que prepara muestras histológicas para su examen son numerosos e incluyen histotécnicos, histotecnólogos, [11] técnicos y tecnólogos de histología, técnicos de laboratorio médico y científicos biomédicos .
La mayoría de las muestras histológicas necesitan preparación antes de la observación microscópica; Estos métodos dependen de la muestra y del método de observación. [9]
Los fijadores químicos se utilizan para preservar y mantener la estructura de tejidos y células; La fijación también endurece los tejidos, lo que ayuda a cortar las secciones delgadas de tejido necesarias para la observación bajo el microscopio. [5] [12] Los fijadores generalmente preservan los tejidos (y las células) mediante el entrecruzamiento irreversible de proteínas. [12] El fijador más utilizado para microscopía óptica es la formalina tamponada neutra al 10% , o NBF (4% de formaldehído en solución salina tamponada con fosfato ). [13] [12] [9]
Para microscopía electrónica, el fijador más utilizado es el glutaraldehído , normalmente como una solución al 2,5 % en solución salina tamponada con fosfato . [9] Otros fijadores utilizados para la microscopía electrónica son el tetróxido de osmio o el acetato de uranilo . [9]
La principal acción de estos fijadores de aldehídos es la de entrecruzar grupos amino en proteínas mediante la formación de puentes de metileno (-CH 2 -), en el caso del formaldehído, o mediante entrecruzamientos C 5 H 10 en el caso del glutaraldehído. Este proceso, si bien preserva la integridad estructural de las células y los tejidos, puede dañar la funcionalidad biológica de las proteínas, particularmente las enzimas .
La fijación con formalina conduce a la degradación del ARNm, miARN y el ADN, así como a la desnaturalización y modificación de las proteínas en los tejidos. Sin embargo, la extracción y el análisis de ácidos nucleicos y proteínas de tejidos fijados con formalina e incluidos en parafina es posible utilizando protocolos adecuados. [14] [15]
La selección es la elección del tejido relevante en los casos en los que no es necesario someter toda la masa de tejido original a un procesamiento adicional. El resto puede permanecer fijado en caso de que sea necesario examinarlo más adelante.
El recorte es el corte de muestras de tejido para exponer las superficies relevantes para su posterior corte. También crea muestras de tejido del tamaño adecuado para caber en casetes. [dieciséis]
Los tejidos se incrustan en un medio más duro como soporte y para permitir el corte de rodajas finas de tejido. [9] [5] En general, primero se debe eliminar el agua de los tejidos (deshidratación) y reemplazarla con un medio que se solidifique directamente o con un fluido intermediario (aclaramiento) que sea miscible con el medio de inclusión. [12]
Para la microscopía óptica, la cera de parafina es el material de inclusión más utilizado. [12] [13] La parafina es inmiscible con el agua, el principal componente del tejido biológico, por lo que primero debe eliminarse en una serie de pasos de deshidratación. [12] Las muestras se transfieren a través de una serie de baños de etanol progresivamente más concentrados , hasta 100% de etanol para eliminar los restos de agua restantes. [9] [12] A la deshidratación le sigue un agente clarificante (típicamente xileno [13] aunque se utilizan otros sustitutos seguros para el medio ambiente [13] ) que elimina el alcohol y es miscible con la cera; finalmente, se agrega cera de parafina derretida para reemplazarla. el xileno e infiltrarse en el tejido. [9] En la mayoría de los laboratorios de histología o histopatología, la deshidratación, la limpieza y la infiltración de cera se llevan a cabo en procesadores de tejidos que automatizan este proceso. [13] Una vez infiltrados en parafina, los tejidos se orientan en moldes que se llenan de cera; una vez colocada, la cera se enfría solidificando el bloque y el tejido. [13] [12]
La cera de parafina no siempre proporciona una matriz suficientemente dura para cortar secciones muy delgadas (que son especialmente importantes para la microscopía electrónica). [12] La cera de parafina también puede ser demasiado blanda en relación con el tejido, el calor de la cera derretida puede alterar el tejido de manera indeseable, o los químicos deshidratantes o limpiadores pueden dañar el tejido. [12] Las alternativas a la cera de parafina incluyen epoxi , acrílica , agar , gelatina , celoidina y otros tipos de ceras. [12] [17]
En microscopía electrónica, las resinas epoxi son los medios de inclusión más comúnmente empleados, [9] pero también se utilizan resinas acrílicas, particularmente cuando se requiere inmunohistoquímica .
Para cortar los tejidos en estado congelado, los tejidos se colocan en un medio de inclusión a base de agua. Los tejidos precongelados se colocan en moldes con el material líquido de inclusión, generalmente un glicol a base de agua, OCT , TBS , Cryogen o resina, que luego se congela para formar bloques endurecidos.
Para la microscopía óptica, se utiliza un cuchillo montado en un microtomo para cortar secciones de tejido (normalmente entre 5 y 15 micrómetros de espesor) que se montan en un portaobjetos de vidrio para microscopio . [9] Para la microscopía electrónica de transmisión (TEM), se utiliza un cuchillo de diamante o vidrio montado en un ultramicrótomo para cortar secciones de tejido de entre 50 y 150 nanómetros de espesor. [9]
Un número limitado de fabricantes son reconocidos por su producción de micrótomos, incluidos micrótomos vibratorios comúnmente conocidos como vibratomos, principalmente para investigación y estudios clínicos. Precisionary Instruments es un conocido productor de micrótomos y vibrátomos para investigación y estudios clínicos. Además, Leica Biosystems es conocida por su producción de productos relacionados con la microscopía óptica en el contexto de la investigación y los estudios clínicos. [18] [19]
El tejido biológico tiene poco contraste inherente ya sea en el microscopio óptico o electrónico. [17] La tinción se emplea para dar contraste al tejido y resaltar características particulares de interés. Cuando la tinción se utiliza para apuntar a un componente químico específico del tejido (y no a la estructura general), se utiliza el término histoquímica . [9]
La hematoxilina y eosina ( tinción H&E ) es una de las tinciones más utilizadas en histología para mostrar la estructura general del tejido. [9] [20] La hematoxilina tiñe de azul los núcleos celulares ; La eosina, un tinte ácido , tiñe el citoplasma y otros tejidos con diferentes tintes de rosa. [9] [12]
A diferencia del H&E, que se utiliza como colorante general, existen muchas técnicas que tiñen células, componentes celulares y sustancias específicas de forma más selectiva. [12] Una técnica histoquímica comúnmente realizada que apunta a una sustancia química específica es la reacción del azul de Prusia de Perls , utilizada para demostrar depósitos de hierro [12] en enfermedades como la hemocromatosis . El método de Nissl para la sustancia de Nissl y el método de Golgi (y las tinciones de plata relacionadas ) que son útiles para identificar neuronas son otros ejemplos de tinciones más específicas. [12]
En la historradiografía , se radiografía un portaobjetos (a veces teñido histoquímicamente). Más comúnmente, la autorradiografía se utiliza para visualizar los lugares a los que se ha transportado una sustancia radiactiva dentro del cuerpo, como las células en fase S (en proceso de replicación del ADN ) que incorporan timidina tritiada, o sitios a los que se unen sondas de ácido nucleico radiomarcadas in situ . hibridación . Para la autorradiografía a nivel microscópico, el portaobjetos normalmente se sumerge en una emulsión líquida del tracto nuclear, que se seca para formar la película de exposición. Los granos de plata individuales en la película se visualizan con microscopía de campo oscuro .
Recientemente, se han utilizado anticuerpos para visualizar específicamente proteínas, carbohidratos y lípidos. Este proceso se llama inmunohistoquímica , o cuando la tinción es una molécula fluorescente , inmunofluorescencia . Esta técnica ha aumentado enormemente la capacidad de identificar categorías de células bajo un microscopio. Otras técnicas avanzadas, como la hibridación in situ no radiactiva , se pueden combinar con la inmunoquímica para identificar moléculas específicas de ADN o ARN con sondas o etiquetas fluorescentes que se pueden utilizar para inmunofluorescencia y amplificación de fluorescencia ligada a enzimas (especialmente amplificación de señales de fosfatasa alcalina y tiramida). La microscopía de fluorescencia y la microscopía confocal se utilizan para detectar señales fluorescentes con buen detalle intracelular.
Para la microscopía electrónica, normalmente se utilizan metales pesados para teñir secciones de tejido. [9] El acetato de uranilo y el citrato de plomo se utilizan comúnmente para impartir contraste al tejido en el microscopio electrónico. [9]
Similar al procedimiento de sección congelada empleado en medicina, la criosección es un método para congelar, cortar y montar rápidamente secciones de tejido para histología. El tejido generalmente se secciona en un criostato o microtomo de congelación. [12] Las secciones congeladas se montan en un portaobjetos de vidrio y se pueden teñir para mejorar el contraste entre diferentes tejidos. Las secciones congeladas no fijadas se pueden utilizar para estudios que requieren la localización de enzimas en tejidos y células. Se requiere fijación de tejido para ciertos procedimientos, como la tinción por inmunofluorescencia ligada a anticuerpos . Las secciones congeladas a menudo se preparan durante la extirpación quirúrgica de tumores para permitir una rápida identificación de los márgenes del tumor, como en la cirugía de Mohs , o la determinación de la malignidad del tumor, cuando un tumor se descubre incidentalmente durante la cirugía.
La ultramicrotomía es un método para preparar secciones extremadamente delgadas para el análisis con microscopio electrónico de transmisión (TEM). Los pañuelos suelen estar incrustados en epoxi u otra resina plástica. [9] Se cortan secciones muy delgadas (menos de 0,1 micrómetros de espesor) utilizando cuchillas de diamante o de vidrio en un ultramicrótomo . [12]
Los artefactos son estructuras o características del tejido que interfieren con el examen histológico normal. Los artefactos interfieren con la histología al cambiar la apariencia de los tejidos y ocultar estructuras. Los artefactos del procesamiento de tejidos pueden incluir pigmentos formados por fijadores, [12] contracción, eliminación de componentes celulares, cambios de color en diferentes tipos de tejidos y alteraciones de las estructuras del tejido. Un ejemplo es el pigmento de mercurio que queda después de usar el fijador de Zenker para arreglar una sección. [12] La fijación con formalina también puede dejar un pigmento de color marrón a negro en condiciones ácidas. [12]
En el siglo XVII, el italiano Marcello Malpighi utilizó microscopios para estudiar pequeñas entidades biológicas; algunos lo consideran el fundador de los campos de la histología y la patología microscópica. [21] [22] Malpighi analizó varias partes de los órganos de murciélagos, ranas y otros animales bajo el microscopio. Mientras estudiaba la estructura del pulmón, Malpighi notó sus alvéolos membranosos y las conexiones en forma de pelos entre venas y arterias, a las que llamó capilares. Su descubrimiento estableció cómo el oxígeno inhalado ingresa al torrente sanguíneo y sirve al cuerpo. [23]
En el siglo XIX, la histología era una disciplina académica por derecho propio. El anatomista francés Xavier Bichat introdujo el concepto de tejido en anatomía en 1801, [24] y el término "histología" ( alemán : Histologie ), acuñado para denotar el "estudio de los tejidos", apareció por primera vez en un libro de Karl Meyer en 1819. [25] [26] [21] Bichat describió veintiún tejidos humanos, que pueden incluirse en las cuatro categorías actualmente aceptadas por los histólogos . [27] El uso de ilustraciones en histología, consideradas inútiles por Bichat, fue promovido por Jean Cruveilhier . [28] [ ¿ cuándo? ]
A principios de la década de 1830, Purkynĕ inventó un micrótomo de gran precisión. [26]
Durante el siglo XIX, Adolph Hannover (soluciones de cromatos y ácido crómico ), Franz Schulze y Max Schultze ( ácido ósmico ), Alexander Butlerov ( formaldehído ) y Benedikt Stilling ( congelación ) desarrollaron muchas técnicas de fijación . [26]
Las técnicas de montaje fueron desarrolladas por Rudolf Heidenhain (1824-1898), quien introdujo la goma arábiga ; Salomon Stricker (1834-1898), que defendía una mezcla de cera y aceite; y Andrew Pritchard (1804-1884), quien, en 1832, utilizó una mezcla de goma y cola de pescado . Ese mismo año apareció en escena el bálsamo de Canadá , y en 1869 Edwin Klebs (1834-1913) informó que durante algunos años había incrustado sus muestras en parafina. [29]
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1906 fue otorgado a los histólogos Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal . Tenían interpretaciones contradictorias de la estructura neuronal del cerebro basadas en diferentes interpretaciones de las mismas imágenes. Ramón y Cajal ganó el premio por su correcta teoría, y Golgi por la técnica de tinción con plata que inventó para hacerla posible. [30]
Actualmente existe un gran interés en desarrollar técnicas para histología in vivo (principalmente utilizando resonancia magnética ), que permitirían a los médicos recopilar de forma no invasiva información sobre tejidos sanos y enfermos en pacientes vivos, en lugar de hacerlo a partir de muestras de tejido fijadas. [31] [32] [33] [34]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: DOI inactivo a partir de enero de 2024 ( enlace )La mayoría de los veintiún tejidos de Bichat pueden incluirse en las cuatro categorías generalmente aceptadas por los histólogos contemporáneos; epitelio, tejido conectivo, músculo y nervio. Cuatro de los tejidos de Bichat se incluyen en el título de epitelio (epidermoide, mucoso, seroso y sinovial); seis bajo tejido conectivo (dermoide, fibroso, fibrocartilaginoso, cartilaginoso, óseo y celular); dos debajo del músculo; y dos bajo el nervio: la distinción entre el sistema nervioso que rige la vida "animal" y el sistema nervioso que rige la vida "orgánica" se corresponde con la distinción entre los sistemas nerviosos voluntario e involuntario. Las arterias y las venas, que han sido motivo de controversia durante mucho tiempo, se clasifican hoy como tejidos compuestos. Los absorbentes y los exhalantes (que Bichat pensaba que eran vasos abiertos) han desaparecido o han sido reemplazados por los linfáticos. Su sistema medular no tiene equivalente entre los tejidos actuales.
Medios relacionados con histología en Wikimedia Commons