La metacromasia (var. metacromasía ) es un cambio característico en el color de la tinción que se lleva a cabo en los tejidos biológicos , que exhiben ciertos colorantes cuando se unen a sustancias particulares presentes en estos tejidos, llamadas cromotropos. Por ejemplo, el azul de toluidina se vuelve azul oscuro (con un rango de color que va del azul al rojo dependiendo del contenido de glicosaminoglicanos ) cuando se une al cartílago . Otras tinciones metacromáticas ampliamente utilizadas son las tinciones de Romanowsky que también contienen colorantes de tiazina: el núcleo de los glóbulos blancos se tiñe de púrpura, los gránulos de los basófilos de magenta intenso, mientras que los citoplasmas (de las células mononucleares) se tiñen de azul, lo que se llama efecto Romanowsky . La ausencia de cambio de color en la tinción se denomina ortocromasia .
El mecanismo subyacente de la metacromasia requiere la presencia de polianiones dentro del tejido. Cuando estos tejidos se tiñen con una solución de colorante básico concentrado, como el azul de toluidina, las moléculas de colorante unidas están lo suficientemente cerca como para formar agregados diméricos y poliméricos. Los espectros de absorción de luz de estos agregados de colorante apilados difieren de los de las moléculas de colorante monoméricas individuales. Las estructuras celulares y tisulares que tienen altas concentraciones de grupos sulfato y fosfato ionizados (como la sustancia fundamental del cartílago, los gránulos que contienen heparina de los mastocitos y el retículo endoplasmático rugoso de las células plasmáticas) presentan metacromasia. Esto depende de la densidad de carga de los aniones sulfato y carboxilato negativos en el glicosaminoglicano (GAG). El polianión GAG estabiliza las moléculas de colorante apiladas, cargadas positivamente, lo que da como resultado un cambio espectral a medida que se superponen los orbitales π de doble enlace conjugado de las moléculas de colorante adyacentes. Cuanto mayor sea el grado de apilamiento, mayor será el cambio metacromático. Así, el ácido hialurónico , carente de grupos sulfato y con una densidad de carga moderada, causa una ligera metacromasia; el sulfato de condroitina, con un residuo de sulfato adicional por dímero de sacárido GAG, es un sustrato metacromático eficaz, mientras que la heparina, con una mayor N-sulfatación, es fuertemente metacromática. Por lo tanto, el azul de toluidina aparecerá de color púrpura a rojo cuando tiñe estos componentes.
Las propiedades metacromáticas del azul de dimetilmetileno, un colorante de tiazina estrechamente relacionado con el azul de toluidina, se han aprovechado para analizar glicosaminoglicanos extraídos del cartílago y otros tejidos conectivos. El pico de absorción cambia de unos 630 nm (absorción roja, por lo tanto color azul) a unos 530 nm en presencia de GAG. El ensayo original de Humbel y Etringer fue desarrollado por otros para crear un reactivo de azul de dimetilmetileno estable y ampliamente utilizado.
Aunque la metacromasia fue observada y descrita desde 1875, por Cornil , Ranvier y otros, fue el científico alemán Paul Ehrlich (1854-1915) quien le dio su nombre y la estudió más extensamente. La comprensión moderna de la metacromasia fue adelantada por el histólogo belga Lucien Lison , quien la estudió entre 1933 y 1936 y comprobó su valor en la determinación cuantitativa de ésteres de sulfato de alto peso molecular . También estudió la metacromasia de los ácidos nucleicos . Más recientemente, Karlheinz Toepfer publicó en 1970 cambios espectrales con una concentración creciente de los colorantes de tiazina que coincidían con los espectros de las mezclas de colorante:heparina, mostrando claramente que la metacromasia, correspondiente al color del cartílago teñido, podía reproducirse mediante una alta concentración del colorante solo en solución. Por lo tanto, la proximidad de las moléculas del colorante fue el parámetro clave para definir la metacromasia. Otro ejemplo de colorante metacromático (fluorocromo) es el naranja de acridina. En determinadas condiciones tiñe los ácidos nucleicos monocatenarios de color rojo fluorescente (luminiscencia roja), mientras que cuando interactúa con ácidos nucleicos bicatenarios produce fluorescencia verde. [1]