Archivos mensuales: octubre 2017

El microscopio óptico: la ventana de la histología

29 Domingo Oct 2017

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microscopio presentacion

Es uno de los inventos que marca un punto de inflexión en la historia de la Histología y en la Medicina. Permite observar elementos y microorganismos invisibles a simple vista
Por la época de Euclides, en el siglo tercero a. C. se desarrolló el conocimiento de las lentes, Ptolomeo de Alejandría (150 d. C.) fue el primero en estudiar las leyes de la refracción de la luz.

 
Las propiedades de este tipo de lentes fueron detalladamente estudiadas en Inglaterra por el franciscano Roger Bacon (1214-1294), trabajó ampliamente con lentes y asentó las leyes de la refracción y la reflexión.

 
En el siglo XV Leonardo de Vinci estaba familiarizado con el empleo de las lentes y, en 1609 Zacarias Jansen, un holandés fabricante de anteojos descubrió el principio del microscopio al colocar juntas dos lentes en un tubo (microscopio compuesto), permitiendo amplificar una imagen hasta 9 veces. Esto supuso un gran avance respecto a los aumentos obtenidos mediante lupas (microscopios simples).

 
El primero en aplicar el microscopio a la medicina fue el porfesor Kircher (1602-1680), un sacerdote jesuita y doctor de Würzburg, que observó los glóbulos rojos de la sangre.
El genio de los microscopios fue Antony van Leewenhook (1632-1723) un holandés comerciante de tejidos con interés por los microscopios, que construyó una gran cantidad de ellos, considerado el padre de la microbiología descubriendo las bacterias.
Giovanni Faber (1574- 1629) médico y botánico alemán, fue quien en 1625 utilizó por primera vez el término microscopio para referirse a este instrumento ( “micra”-pequeño- y “skopein” mirar) como la invención de Galileo.

 
Durante la segunda mitad del siglo XVII empiezan a aparecer las primeras obras científicas, describiendo lo que se observa por el microscopio, la primera se tituló “Micrographia”, escrita por Robert Hooke (1635-1703) físico y astrónomo inglés, publicada en 1665, donde describe cavidades poliédricas como las celdillas de un panal , por ello cada cavidad se llamó célula.
Durante los siglos XVIII y XIX la tecnología del microscopio ha ido evolucionando y perfeccionándose hasta el microscopio actual, destacando el fabricante Carl Zeiss, al incorporar las teorías de óptica del físico Ernst Abbe.

 

Este instrumento ha sido de gran utilidad, en los campos de la ciencia, incorporándose en la investigación dentro del área de la química (estudio de los cristales), la física ( propiedades físicas de los materiales), geología ( análisis de la composición mineralógica y textural de las rocas) y en la biología (estudio de las estructuras microscópicas de la materia viva) . En histología y anatomía patológica, la microscopía permite aplicaciones diagnósticas: diagnóstico del cáncer, estructuras cristalinas, pigmentos, lípidos, proteínas, depósitos óseos, depósitos de amiloide, etc.

 

 

el microscopio unab

 
Partes del microscopio óptico

 

 

partes-del-microscopio
En un microscopio óptico podemos distinguir entre el sistema óptico y el sistema mecánico:
a) Sistema óptico: conjunto de lentes y elementos de manipulación de la luz necesarios para generar la imagen aumentada.

b) Sistema mecánico: soporte estructural de los elementos.

Las piezas ópticas constan: objetivos, oculares, condensadores y colectores. El objetivo y el ocular crean el aumento útil del objeto, forman el sistema de observación: el condensador y el colector constituyen el sistema de iluminación del microscopio. El microscopio como la lupa, se emplea para observar objetos cercanos pero, a distinción de la lupa, este tiene mayor poder separador. El sistema óptico del microscopio transforma el haz de luz homocéntrico divergente que entra al sistema en un haz de rayos paralelos que emergen de el.

 
El principio de funcionamiento de un microscopio óptico se basa en la propiedad de algunos materiales que permiten cambiar la dirección de los rayos de luz. Esto permite fabricar lentes capaces de hacer converger o divergir rayos de luz. Mediante la combinación de estas lentes se puede generar una imagen aumentada de cualquier objeto.

 

 

Microscope

 
El sistema óptico tiene 2 etapas de aumento, la primera el objetivo y la segunda el ocular. Las lentes del objetivo generan una imagen real aumentada de la muestra, esta imagen real es a continuación ampliada mediante las lentes del ocular dando lugar a una imagen virtual de tamaño superior a la muestra original.

 

 

Imagen microscopio

 

 

Para focalizar el haz de luz hacia la muestra, tenemos el foco de luz y un condensador, una vez la luz ha atravesado la muestra, las lentes desvían la luz de forma correcta para generar la imagen aumentada.

 
Los microscopios compuestos se utilizan para estudiar especímenes delgados, puesto que su profundidad de campo es muy limitada. Por lo general, se utilizan para examinar cultivos, preparaciones trituradas o una lámina muy fina del material que sea. Depende de la luz que atraviese la muestra desde abajo, son necesarias técnicas para aumentar el contraste y la imagen.

Imagen microscopio 2

microscopiocompuesto

 
El microscopio es un instrumento de óptica, donde intervienen algunos fenómenos físicos relacionados con la luz:

 
a) Reflexión: es el fenómeno por el cual un rayo de luz que choca contra una superficie lisa es rechazado en el mismo plano. Si el rayo choca perpendicularmente a la superficie será rechazado en la misma dirección en que vino: este rayo será normal, cuando el rayo incide fuera de lo normal, lo hace en un ángulo con respecto a la superficie, se produce un ángulo de incidencia (i) y es reflejado este ángulo en otro ángulo llamado ángulo de reflexión igual al de incidencia i=r.

 

 

b) Refracción: es el fenómeno por el cual un rayo de luz que atraviesa oblicuamente un cuerpo transparente de distinta densidad, sufre un cambio de dirección en su recorrido, tanto a su entrada como a la salida. Si llega perpendicularmente a la superficie no se refracta, es considerado normal (N), sigue la misma dirección de origen a través del medio transparente.

 

 

La refracción de un rayo está relacionado con las diferentes densidades de los medios, así para dos medios de distintas densidades que tiene que atravesar: el índice de refracción es: n= seno i / seno r

n = 1 para el aire, n= 1.33 para el agua, n= 1.51 para el aceite de inmersión, n= 1.52 para el vidrio

 

 

c) Apertura numérica (AN): capacidad de la lente objetivo de utilizar más o menos rayos luminosos para formar la imagen. Se encuentra en la moldura de los lentes objetivos.

 

 

d) Poder y limite de resolución (PR): es la capacidad del instrumento para producir imágenes distintas de puntos situados muy cerca uno de otro en el objeto. Depende de la longitud de onda , de la luz utilizada y de la apertura numérica (AN) del objetivo utilizado.

LR= 0,61*Long. Onda/ AN

Con luz visible Longitud de onda es = 0.5 micrometros
El medio óptico líquido que rellena el espacio entre el objeto y el objetivo se le denomina liquido de inmersión. El índice de refracción es el próximo al del vidrio ( se utiliza agua, glicerina, aceites de cedro y de enebro, monobromonaftalina, entre otros).
Los mejores objetivos son aquellos que están corregidos para las aberraciones.

 

Las aberraciones son alteraciones ópticas en la formación de la imagen debidas a las propias lentes del objetivo:

 
a) Aberraciones geométricas (efecto Keystone): ocurre que los rayos que inciden periféricamente en la lente son los que se refractan más que aquellos que inciden más cerca del centro de la lente. Para evitar las aberraciones geométricas se construyen los llamados objetivos planos o planáticos.

 

b) Aberraciones cromáticas: los objetivos que están corregidos para las aberraciones cromáticas se denominan acromáticos (rojo y azul), semiaprocromáticos (rojo y el azul con mayor apertura numérica) y los apocromáticos ( corregidos para el rojo, el azul y el verde).

Aumentos: para determinar la magnitud de una imagen, debe multiplicarse el aumento de la lente ocular por el aumento de la lente objetivo, inscritos en la moldura

Ocular 10x Objetivo 10x…………………Aumento 100x

 

 

Tipos de microscopio óptico:
• Microscopio compuesto: tipo elemental, se utilizan dos o más lentes para obtener la imagen aumentada.
• Microscopio monocular: sólo tiene un ocular y por lo tanto permite observar la muestra solo con un ojo.
• Microscopio binocular: incluye dos oculares, para utilizar los dos ojos para examinar la muestra. La imagen proveniente del objetivo se divide en dos mediante un primas óptico.
• Microscopio trinocular: tiene los dos oculares para observar la muestra con los dos ojos e incluye un ocular adicional donde se puede conectar una cámara para capturar imágenes de las observaciones.
• Microscopio digital: incluye una cámara en lugar del ocular, permite capturar digitalmente la imagen de la muestra, se visualiza la imagen en tiempo real en la pantalla o se puede transmitir a un ordenador mediante conexión USB.
• Microscopio USB: microscopio digital muy sencillo, para observar objetos cotidianos.
• Microscopio invertido: la posición de la fuente de la luz y el objetivo es la opuesta al microscopio convencional. Permite observar los elementos del fondo de un recipiente: para observar células vivas o tejidos, ya que deben estar hidratados.
• Microscopio estereoscópico: microscopio binocular con diferente imagen en cada ocular, produce un efecto de estar viendo una imagen en tres dimensiones.

 

Bibliografía:
• Wikipedia
• Ivan Rebollo, “Óptica del microscopio óptico”, UCLA
• Hecht, Eugene, “Óptica”, Ed. Pearson Educación, 2016
• Werner Nachtigall, “Microscopía”, Ed. Omega, 1997

• Peter Baldry, “ La batalla contra las bacterias”, Ed. Reverté,1981

 

Links relacionados:
• Tecnología óptica, Zeiss
https://www.zeiss.es/corporate/home.html

• Educación en microscopía óptica e imagen digital, Zeiss
http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/

• Sección Universitaria de microscopía, Universidad de Murcia
http://www.um.es/web/sai/contenido/servicios/microscopia

• Unidad de microscopía, Universidad Autónoma de Madrid
https://uam.es/UAM/SIdIUnidadMicroscopia/1242668321277.htm?idenlace=1242669340235

• Optical Manipulation and Micromechanics, University of Cambridge
Optical Manipulation and Micromechanics

• Lic. José Manuel Gómez: uso del microscopio óptico

 

 

 

 

 

El proceso Histológico

22 Domingo Oct 2017

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Proceso histológico

En 1883, J. Jacobson propuso el uso de ácido crómico para tratar las piezas que iban a ser observadas, para endurecerlas y observarlas por el microscopio, lo que favoreció los estudios en histología. Esta técnica fue considerada la primera fijación histológica.
F. Blum en 1893, se dio cuenta de la capacidad del formaldehido para preservar los tejidos. La parafina se usó por primera vez por Klebs, como soporte de la pieza durante el cote. Las coloraciones se fueron descubriendo lentamente por muchos científicos, entre ellos Fellice Fontanal, Ramón y Cajal y Weissman.
El Proceso Histológico es una serie de métodos y técnicas utilizados para poder estudiar las características morfológicas y moleculares de los tejidos:

Tecnicas histológicas
1. Obtención del tejido: biopsia animal
2. Fijación: para evitar procesos degradativos de las estructuras tisulares (acción de enzimas intracelulares-autodigestión- y putrefacción por acción bacteriana).
Fijar un tejido: es preservar sus características morfológicas y moleculares lo más parecidas posibles a las que poseía en su estado vivo.
Tenemos que tener en cuenta antes de su uso:
Velocidad de penetración
Velocidad de fijación
Endurecimiento
Ósmosis y pH. Lo más parecido posible a la del tejido
Efecto mordiente
Artefactos introducidos durante la fijación
Métodos físicos: congelación
Métodos químicos:
a) Inmersión: las piezas del tejido se sumergen en una solución fijadora
b) Perfusión: la solución fijadora se introduce a través del sistema circulatorio por donde accede a todas las células del tejido por la red de capilares
Simples: etanol, metanol, acetona, acido acético, cloruro o sulfato de cinc, ácido picrico, formaldehido, glutaraldehido, tetróxido de osmio
Mezclas: líquido de Bauin, solución de Clarke, mezclas con formaldehido, gluraldehido-tetróxido de osmio.
3. Inclusión: hacer secciones de los tejidos que se han de estudiar, pueden ir desde nanómetros hasta centenares de micras.
Microtomo para parafina: 5-20 micrómetros
Microtomo manual: 100 micrómetros
Vibratomo: 30-100 micrómetros
Microtomo de congelación: 30-100 micrómetros
Criostato: 10- 40 micrómetros
Ultramicrotomo: 0,5 – 1 micrómetros
Ultracriotomo: nanómetros

4. Tinción: los tejidos animales en general son incoloros excepto algunos como la melanina de la epidermis o la hemoglobina de la sangre.

Cuando se inventaron los primeros microscopios hubo que descubrir como teñir los tejidos para estudiar las características morfológicas. Se observó que algunos pigmentos como el carmín o la eosina, disueltos en agua, se unían a los tejidos.
El desarrollo de la industria textil en el siglo XIX y la necesidad de colorear las telas provocó un gran desarrollo de tintes y pigmentos.
Con la biología molecular se han desarrollado técnicas para observa elementos celulares: usando anticuerpos, inmunocitoquímicas, sondas de ADN y ARN, hibridaciones “in situ”, diseño de animales transgénicos (células que expresan un gen) y GFP (fluorescencia de la proteína verde).

a) Tinciones generales: sustancias coloreadas que se unen a componentes celulares por afinidad electro-química.
b) Histoquímica: implica modificación química de moléculas tisulares para ponerlas de manifiesto con colorantes.
c) Lectinas: dominios de proteínas que reconocen glúcidos que forman parte de polisacáridos (para determinar glúcidos en glicoproteínas de las células o de la matriz extracelular).
d) Inmunocitoquímica: especificidad de la unión de anticuerpos a los antígenos contra los que se produjeron.
e) Hibridación: técnicas basadas en la unión complementaria de las bases de los ácidos nucleicos (adenina-timina, o con el uracilo; guanina-citosina).

Una tinción o coloración es una técnica auxiliar utilizada en microscopía para mejorar el contraste en la imagen vista al microscopio.
Los diferentes colorantes pueden ser utilizados para aumentar la definición y examinar:
Grandes cortes de tejido ( resaltando por ejemplo fibras musculares o tejido conectivo)
Poblaciones celulares ( por ejemplo células sanguíneas)
Organelas en las células individuales.

Una tinción in vivo “tinción vital” es el proceso de teñir tejidos vivos. Se puede estudiar su ubicación y morfología mientras están desempeñando su función. Donde aparece un determinado producto químico o donde se lleva a cabo una determinada reacción química dentro de las células o tejidos.
Una tinción in vitro “supravital” involucra el coloreo de células o estructuras que han sido removidas de su contexto biológico. Una “contratinción” es una tinción que consigue que las células o estructuras sean más visibles cuando no se consigue que sean totalmente visibles con la tinción principal.
Métodos de tinción in vitro:
a) Preparación:
Fijación: es una modificación de las propiedades fisicoquímicas e las proteínas que forman una célula o tejido y que tiene por afinidad preservar las formas de las células o tejidos tanto como sea posible. Entre los fijadores químicos más comunes se encuentran: el formaldehido, etanol, metanol, y el ácido pícrico. Pequeños bloques de tejido pueden ser embebidos en parafina o algún polímero, proceso conocido como inclusión, para incrementar su resistencia y estabilidad, y para hacer más fácil cortarlos en rodajas extremadamente delgadas. Permeabilización: este paso implica el tratamiento de las células con un surfactante, tiene como finalidad disolver la membrana celular para permitir que las grandes moléculas de colorante puedan acceder a las estructuras del interior de las células. Montaje: frecuentemente implica adherir los cortes histológicos a un portaobjetos de vidrio para su observación al microscopio o análisis. Para piezas de tejidos de mayor tamaño, se utiliza un micrótomo que corta la muestra en rodajas sumamente delgadas.
b) Tinción adecuada:
Muchos tintes requieren el uso de mordiente: un compuesto químico que reacciona con el colorante para formar un precipitado coloreado insoluble. Los colorantes han de estar certificados, es decir evaluados por un organismo independiente, la Biological Stain Commission, los estándares son publicados detalladamente en la revista Biotechnic&Histochemistry.
Tinción directa: cuando el colorante interacciona directamente con el sustrato, sin otro tratamiento previo.
Tinción indirecta: las tinciones que hacen uso de un mordiente, un mordiente habitual es el ácido tánico.
Tinción negativa: un método sencillo para bacterias, aplicando directamente sobre la muestra en el portaobjetivos una gota de nigrosina o tinta china y cubriendo luego la muestra humedecida con un cubreobjetivos.
Colorantes histológicos más comunes
La mayoría de los colorantes son compuestos orgánicos que tiene alguna afinidad específica por los materiales celulares:
Cationes: se combinan con intensidad con los constituyentes celulares cargados negativamente (ácidos nucléicos y polisacáridos ácidos), como azul de metileno, el cristal violeta y la safranina.
Aniones: se combinan con intensidad con los constituyentes celulares cargados positivamente (proteínas), como eosina, la fucsina ácida y el rojo Congo.
Sustancias liposolubles: se combinan con los materiales lipídicos de la célula (gotícolas o depósitos de grasa), como negro Sudán.
Un procedimiento simple de tinción es el “azul de metileno”, es un buen colorante que actúa sobre todas las células bacterianas rápidamente y que no produce un color tan intenso que oscurezca los detalles celulares.

Colorantes en microscopía óptica:
azul brillante de Coomassie: tiñe todas las proteínas con un fuerte color azul
azul de metileno: hace visibles núcleos de células animales, extendidos de sangre
azul de Nilo: tiñe los núcleos de color azul
Bismarck bown: tiñe de color amarillo las mucinas ácidas
Bromuro de etidio: se intercala en el ADN, tiñe con rojo naranja fluorescente
Carmín: tiñe de color rojo el glicógeno
Cristal violeta: tiñe las paredes celulares de color púrpura
DAPI: tiñe el núcleo, fosforescente
Eosina: tiñe rosado membrana y material del citoplasma
Fucsina ácida: para teñir colágeno, músculo liso o mitocondrias
Hematoxilina: tiñe el núcleo, de color azul violeta o negro, se suele usar con eosina
Hoechst: se une al ADN, emite luz azul cuando recibe luz ultravioleta
Lugo: tiñe el almidón, es yodo da color negro cuando hay almidón sobre todo plantas
Naranja de acridina: colorante fluorescente para ácidos nucleídos ADN y el ARN
Plata: tiñe proteínas y ADN
Rodamina: tinción fluorescente para proteínas
Rojo neutro: colorea de rojo a la substancia de Nissl
Rojo de Nilo: oxazona del azul Nilo, colorea de rojo glóbulos lipídicos
Safranina: tiñe el núcleo, también colorea el colágeno de amarillo
Sudan: destaca sustancias “sudanófilas (lipídicas)” como grasas fecales
Tetróxido de osmio: tiñe lípidos, color marrón o negro
Verde de metilo: tiñe cromatina de las células
Verde malaquita: “coloración de Giménez” en bacterias, también colorea endosporas

Colorantes en microscopía electrónica:
Ácido fosfotúnstico: tiñe virus, nervios y polisacáridos
Tetróxido de osmio: tiñe lípidos
Tetróxido de rutenio: colorea materiales resistentes al anterior como polietileno

 

Bibliografía:
Kiernan, J. A., “Histological and Histochemical Methods, theroy and practice”, Bloxham, UK”, 2008
Penney, D. P.; Powers, J.M.; Frank, M.; Churukian, C.; “Analysis and testing of Biological Stains- Biological Stain Commission Proceedures” Biotechnic &Histochemistry, 2002
Horobin, R.W.; Kiernan, J.A; “Conn´s Biological Stains. Hanbook of Dyes Stains and Fluorochromes for Use in Biology and Medicine”. Oxford: BIOS, 2002
Andoni J. Duarte; “Historia de la Histología”, Rev. Med. Hondur, 2015

 

Links relacionados:

Atlas de Histología Vegetal y Animal. Universidad de Vigo
https://mmegias.webs.uvigo.es/

Atlas de Histología. Univ. Autónoma de México. UNAM
http://www.facmed.unam.mx/deptos/biocetis/atlas2013A/

Técnicas histológicas. SPTI-IOC/ Fiocruz
https://www.youtube.com/watch?v=HjXNWhewgdU

 

 

 

 

Comienzo de la Histología en España

12 Jueves Oct 2017

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Microscope_Zeiss_1879

 

La Histología es la disciplina que estudia todo lo relacionado con los tejidos orgánicos: su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones, se subdivide en:
• histología general que se encarga del estudio de los tejidos básicos
• la histología de los sistemas que se encarga del estudio de la estructura tisular de los aparatos y sistemas.
• La histología tiene tres ramas: la vegetal, animal y humana.
Los histólogos y los técnicos agrupados alrededor del Instituto Cajal en los convulsos años que van entre 1936 y 1943, se vieron inmersos en todos los avatares de la guerra civil y de la inmediata postguerra. La mayoría siguió trabajando, pero la falta de continuidad y la limitación de medios impidieron el tránsito a la histología moderna:
• desarrollo de la histoquímica,
• microscopía electrónica
• la autorradiografía

Algunos histólogos consiguieron publicar en alguna revista extranjera, no llego a interrumpirse la labor investigadora resurgiendo años más tarde.
Después de la muerte de Cajal fue nombrado Director del Instituto Cajal el Dr. Tello Muñoz, que continuó dirigiéndolo durante la Guerra Civil, siendo Subdirector Domingo Sánchez. Siguieron trabajando en sus respectivas investigaciones el mismo Tello, Castro, Martínez Pérez, etc. Se publicó en el año 1937 el tomo XXXI de Trabajos del Laboratorio de Investigaciones Biológicas, de 345 páginas que se sigue publicando en francés. Aparecen publicados 12 trabajos de investigación de de entre otros: Tello, Castro, Puchol, Juan M. Herrera, etc.

• Aureliano Maestre de San Juan (Granada, 1828)

Aureliano Maestre de San Juan.jpg

Puede considerarse como el padre de la histología española.
Director del Hospital de Capuchinos de Granada. En 1860 gana la cátedra de anatomía de la Facultad de Medicina de la Universidad de Granada. En 1873 ganó la cátedra de Histología Normal y Patológica. Publica en 1879 el primer “Tratado de histología normal y patológica”.

 

• Santiago Ramón y Cajal (Aragón, 1852)

Santiago Ramón y Cajal

 

 
Cursó la carrera de Medicina en Zaragoza. Destinado como médico segundo (teniente), al regimiento de Burgos. En 1874 Santiago marcha a Cuba con grado de capitán. Regresa a España en junio del 1875. A su regreso ocupó la plaza de profesor auxiliar interino de Anatomía en la Facultad de Medicina de Zaragoza, donde conoce a Aureliano Maestre de San Juan, el que influyó en su inclinación por la histología y es por esa fecha que se compra su primer microscopio.
En el año 1877, obtuvo el grado de Doctor en medicina en Madrid y en 1883 fue nombrado profesor de Anatomía Descriptiva en la Universidad de Valencia y fue en esa ciudad que estudió la epidemia de cólera en 1885. Dos años más tarde, en 1887, se trasladó a Barcelona como catedrático de Histología, donde realizó sus trabajos más importantes.
En 1889 descubrió los mecanismos que gobiernan la morfología y los procesos de conexión de las células nerviosas de la sustancia gris del sistema nervioso central.
Fue el primero en aislar las células nerviosas, llamadas células de Cajal, que se encuentran cerca de la superficie del cerebro. En 1892 se instaló en Madrid y fue nombrado director del “Instituto Nacional de Higiene” y de “Investigaciones Biológicas”.
Por su trabajo en el campo de las investigaciones sobre el sistema nervioso, Cajal compartió en 1906 con el citólogo Camilo Golgi, el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.
Destacando su tratado fundamental: “Histología del sistema nervioso del hombre y los vertebrados (1905)”. En 1922 fundó en Madrid el Instituto Cajal para el desarrollo de la investigación neurohistológica.
Desde 1880 comenzó a publicar trabajos científicos, los más importantes son:
• “Manual de Histología normal y Técnica micrográfica” (1889)
• “Elementos de Histología, Manual de anatomía patológica general” (1900)
• “Les nouvelles idées sur la fina anatomie des centros nerveux” (1894)
• “El sistema nervioso del hombre y de los vertebrados” (1897-1899)
• “Retine der Wirbelthiere (la retina de los vertebrados)” (1894)
En 1899 da conferencias en Estados Unidos, Alemania, Inglaterra, Francia, e Italia.

En 1932, se inaugura el Instituto Cajal y es nombrado Presidente de Honor de la Sociedad Española de Historia Natural.
Publica junto con Fernando de Castro el libro “Técnica micrográfica del Sistema Nervioso”, reúne todas las técnicas histológicas de Ramón y Cajal. Publica en 1934 “El mundo visto a los ochenta años”.
Fueron discípulos directos y continuadores de la obra de Santiago Ramón y Cajal, Fernando de Castro, Jorge Francisco Tello Muñoz, Domingo Sánchez, Rafael Lorente de Nó.

 

• Pío del Río Hortega (Valladolid, 1882)

Pio del Río Ortega
Después de Cajal es la figura más destacada de la Escuela Histológica Española, conocido por su descubrimiento de la microglía, llamada también “células de Hortega”. Destacó en el campo de la Histología, sobre todo en el estudio del sistema nervioso.
Amplió su formación en Londres y París, volviendo a España en 1915 para trabajar en el Laboratorio de Histología Normal y Patología que fundó la Junta.
En 1928 fue nombrado Jefe de la Sección de Investigación del Instituto Nacional del Cáncer, en 1930 fundó los Archivos Españoles de Oncología.
Trabajó con la técnica del tanino y de la plata que había ideado Achúcarro, creando cuatro variantes diferentes. Una de éstas impregnaba de forma selectiva las estructuras internas de las células. Esto le permitió estudiar con detalle la neurona y la neuroglia.

Más tarde ideó el método del carbonato de plata amoniacal para investigar mejor la neuroglia.
Otro campo de sus investigaciones lo constituyó el estudio de los tumores generados en el sistema nervioso.
Marchó después a la Universidad de Oxford junto al neurocirujano Hugh Cairns.
Tras la guerra civil y hasta su muerte se exilió en la Argentina.
Murió en Buenos Aires en 1945.

 

Historia de la Histología
a) Periodo Premicroscópico
Empédocles. Pensaba que el organismo estaba constituido por los cuatro elementos que forman la naturaleza: fuego, agua, tierra y aire.
Hipócrates: afirmaba que el organismo estaba compuesto por los 4 humores del organismo: humor negro, amarillo, sangre y bilis.
Aristóteles: pensaba que el organismo se organizaba en moiras.
Teófilo de Bordeaux: introduce el concepto de tejido en el siglo XV.
En 1830, se logra distinguir el núcleo celular.
En 1838, se introduce el concepto de teoría celular por Scheleiden y Schwann.

 

b) Periodo microscópico
Las primeras investigaciones histológicas fueron posibles a partir del año 1600, cuando se incorporó el microscopio a los estudios anatómicos. Marcello Malpighi es el fundador de la histología.
• 1665 se descubre la existencia de unidades pequeñas dentro de los tejidos y reciben la de nominación de células.
• 1830, se logra distinguir el núcleo celular.
• 1838, se introduce el concepto de teoría celular por Scheleiden y Schwann.
• 1845, Henle traslada el concepto de la unidad viva a la histología (Célula).
• 1853, Rudolf Virchow patólogo alemán, introduce la patología celular.
• 1839 Virchow introduce el concepto de que toda célula se origina de otra.
• 1863 Waldeyer descubre el uso de hematoxilina para teñir los tejidos.
• 1863 Klebs descubre el método de la inclusión en parafina.

 

El desarrollo tecnológico permite un avance en la histología: microscopia electrónica, la inmunohistoquímica, y la hibridación in situ.
En 1906 se otorga el Premio Nobel de Fisiología y Medicina a Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal, por sus interpretaciones de la estructura neuronal del cerebro, Cajal ganó el premio por su teoría y Golgi por su técnica de tinción.
En 1907 Harrison descubre el método de cultivo de tejidos.
En 1932 primer microscopio eléctrico.
Siglo XXI la Histología molecular y 4 tejidos como clasificación: epitelial, nervioso, muscular y conectivo.

Bibliografía:
• Rafael González Santander, “La escuela histológica española”, Universidad de Alcalá de Henares, 2001
• José María López Piñero, “Santiago Ramón y Cajal”, Universitat de València, 2006
• Wikipedia
Links relacionados:

• Sociedad Española de Histología e Ingeniería Tisular
http://www.ehu.eus/seh/

• Histología Universidad de Granada
http://histologia.ugr.es/departamento/

• Empresas de Histología en España
http://empresite.eleconomista.es/Actividad/HISTOLOGIA/

• RTVE- Ramón y Cajal
http://www.rtve.es/alacarta/videos/ramon-y-cajal-historia-de-una-voluntad/

 

 

 

 

 

Ritmos circadianos: Premio Nobel de Medicina 2017

08 Domingo Oct 2017

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Los ritmos circadianos describen un fenómeno biológico que oscila en ciclos de 24 horas.

  • Estos ritmos incluyen:
    Presión sanguínea
    Temperatura del cuerpo
    Niveles hormonales
    El número de células inmunes en sangre
    Ciclo de dormir-despertar

En este papel intervienen genes entre especies que son responsables de determinar la conducta circadiana, especialmente algunos factores de transcripción que sirven para regular muchos genes del ritmo circadiano.
Perturbaciones de tales oscilaciones causadas por inhibidores de RNA o síntesis de proteínas sugieren que tales moléculas están relacionadas.
Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young han sido galardonados con el premio Nobel de Fisiología o Medicina 2017, por sus descubrimientos de mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano: explican cómo las plantas, los animales y los seres humanos adaptan su ritmo biológico para que sincronice con las revoluciones de la Tierra.

Para los eucariotas depende de mecanismos de retroalimentación de transcripción/ traducción de ADN.
El reloj circadiano en los mamíferos se localiza en el núcleo supraquiasmático (NSQ), un grupo de neuronas del hipotálamo medial.
La actividad del NSQ es modulada por factores externos, fundamentalmente la variación de luz. El NSQ recibe información sobre la luz externa a través de los ojos. Las células ganglionares de la retina, tienen un pigmento llamado melanopsina, a través del tracto retinohipotalámico llevan información al NSQ. El NSQ toma esta información sobe el ciclo luz/oscuridad externo, y la envía a la epífisis o glándula pineal. Esta secreta la hormona melatonina en respuesta al estímulo proveniente de NSQ, así la melatonina es baja durante el día y aumenta durante la noche

Hormonas afectadas por el ciclo circadiano:

  • ACTH: hormona adenocorticotrópica
    Cortisol
    TSH: hormona estimulante del tiroides
    FSH: hormona folículo estimulante
    LH: hormona luteinizante
    Estradiol
    Renina
    Péptido natriurético: útil en determinación de infartos, hipertensión y fallo renal

El modelo que sostiene las oscilaciones de los ritmos circadianos está caracterizado por la relación entre los mRNAs de los genes Per/Cry/Rev-Erba y Bmal1. Los ciclos de luz inducen la expresión del gen Per.
Aunque la mayor parte de los organismos estudiados fueron originalmente Drosophila y Neurospora, estudios moleculares de los ritmos circadianos se han extendido a cianobacterias, plantas y mamíferos.

Circadino 1

Sistemas circadianos en el árbol Universal de la Vida.

 
Un número de genes y sus proteínas del mecanismo regulador se han identificado. En mamíferos la proteína cryptocromo (CRY) forma un complejo regulatorio con proteína periodo (PER). Existen varias formas de estas proteínas (PER1, PER2, PER3, CRY1 y CRY2). El complejo PER-CRY inhibe la expresión de los genes Per y Cry de manera indirecta, mandato del complejo CLOCK-BMAL1; el último, formado por los productos de los genes Clock y Bmal1 activados por la transcripción del gen Per y Cry.

Circadino

 

Elementos comunes a nivel molecular en el diseño de ciclos Oscilatorios Circadianos

 
Se ha incorporado la expresión de REV-ERBalfa en el modelo de los mamíferos, en el efecto ejercido por BMAIL1 , el cual está ahora gobernado por 19 en vez de 16 ecuaciones cinéticas. Sostenido por oscilaciones en el periodo circadiano DD (parte superior de la curva), basado en la inhibición directa de la expresión de Bmal1. Los mRNAs de Per, Cry, y Rev-Erba oscilan en la fase, y fuera de la fase respecto al Bmail1. Los modelos predicen una antifase relación entre las oscilaciones de los mRNAs de Per y Cry por un lado y el mRNA de Bmail1 por el otro. Así se han incorporado también al modelo oscilaciones de Rev-Erbalfa en fase con mRNAs de Per y Cry.
Aunque el regulador central localizado en el núcleo supraquiasmático (SCN) produce sustancias relacionadas con el ritmo circadiano de manera autónoma, tejidos periféricos tales como hígado, riñón o músculo esquelético pueden también dar un aumento de los ritmos circadianos, con una fase en LD (ciclos luz-oscuridad) que difiere de lo observado para ritmos de SCN.
Efectos de la luz produce un aumento de la expresión del mRNA de la expresión del gen Per, en los ciclos de LD, que caen cuando no hay fase de luz.
El modelo puede ser usado para explorar síndromes o condiciones patológicas resultado de desordenes de ritmos circadianos. De particular importancia es la observación que disrupciones severas de los ritmos circadianos pueden guiar a acelerar por crecimiento de tumores malignos.
Recientes trabajos en mamíferos y moscas sugieren que las proteínas de CLOCK también se han conservado en la evolución nombrados BMAL. CLOCK-BMAL fueron mostrados, más lejos PERIOD-TIMELESS (PER-TIM) expresión represión de CLOCK-BMAL mediado por inducción.
La periodicidad de algunos tratamientos, en coordinación con el reloj corporal, podría aumentar la eficacia y disminuir las reacciones adversas en forma significativa. Por ejemplo el tratamiento coordinado con inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (IECAs) reduce, en forma más marcada que el tratamiento no coordinado con el mismo fármaco, los parámetros de presión arterial nocturna.

 

Bibliografía:

  • Jean-Christophe Leloup & Albert Goldbeter, “Toward a detailed computational model for the mammalian circadian clock”, University of Brussels, Belgium, 2003
  • Norio Ishida, Maki Kaneko & Ravi Allada, “Biological clocks”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999

 

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