Histología: historia, qué estudia y métodos de estudio
La histología (del griego: histos = trama; logia = ciencia) es la rama de la anatomía que describe y explica la estructura microscópica de los tejidos vegetales y animales, desde el nivel celular hasta los niveles de órganos y sistemas de órganos.
La anatomía tiene como objetivo la comprensión sistemática de los principios subyacentes a la forma externa y arquitectura interna de los organismos pluricelulares. La anatomía gruesa, o anatomía macroscópica, considera características estructurales que pueden ser inspeccionadas con el ojo desnudo.
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Marcello Malpighi (1628–1694) fue el precursor de la histología. Usó el microscopio para estudiar plantas y animales.
Marie-François-Xavier Bichat (1771–1802), considerado el padre de la histología moderna, acuñó el término “tejido”. Pese a no utilizar microscopio, en 1800, mediante la disección de cadáveres y pruebas químicas, identificó 21 tejidos humanos. En 1819, Carl Mayer (1787–1865) acuñó el término “histología”.
En 1826, Joseph J. Lister (1786–1869) diseñó un microscopio óptico revolucionario, pues corregía aberraciones cromáticas y esféricas. Gracias a ello, durante el resto del siglo, pudo desarrollarse la histología moderna. En 1827, Thomas Hodgkin (1798–1866) y Lister probaron que los glóbulos rojos carecen de núcleo.
En 1847, Rudolf Virchow (1821–1902) postuló que las enfermedades tienen su origen en perturbaciones de las células. Por esta y otras contribuciones, es considerado el fundador de la histopatología.
Al comenzar el siglo XX, la histología había madurado. Ello también fue posibilitado por:
– El desarrollo de agentes químicos para fijar tejidos y del micrótomo para seccionarlos a lo largo del siglo XIX.
– La incrustación y preservación de tejidos en bloques de bálsamo de Canada en 1832 y parafina en 1869.
– La fotomicrografía en 1844.
El desarrollo de la histología comparativa ha sido posible gracias a estudios descriptivos de tejidos animales y vegetales. La histología comparativa incluye la histopatología, la citopatología, la histoquímica, la histología funcional y la fitopatología. También se aplica al estudio de la evolución y sistemática de los seres vivos, como por ejemplo ocurre con la paleohistología.
La histopatología estudia y diagnostica enfermedades humanas y animales. Para ello se vale de muestras de tejidos (biopsias) que son fijadas, seccionadas y examinadas por un profesional conocido como patólogo.
La citopatología también estudia y diagnostica enfermedades humanas y animales. La diferencia es que lo hace a nivel de fragmentos microscópicos de tejidos y células libres.
La histoquímica combina técnicas bioquímicas e histológicas para analizar la química de los tejidos. Se basa en el empleo de marcadores cromogénicos que sirven para revelar procesos celulares positivos a ciertas substancias.
La histología funcional investiga los aspectos dinámicos de la organización de los tejidos. Uno de sus más notables impulsores fue Santiago Ramón y Cajal (1852–1934), cuyas investigaciones sobre las neuronas sentaron las bases de las neurociencias del siglo XX.
La fitopatología estudia las enfermedades de las plantas ocasionadas por virus, bacterias, protozoos, plantas parásitas, hongos y nemátodos.
Los tipos básicos de tejidos humanos y animales son: epitelial, muscular, nervioso y conectivo.
El tejido epitelial está formado por capas de células que recubren (epitelio) la superficie corporal, envuelven (endotelio) las cavidades corporales o forman glándulas y sus ductos.
El tejido epitelial se clasifica en simple (una sola capa de células), estratificado (varias capas de células), seudoestratificado (una capa de células unida a una membrana basal), escamoso (células aplanadas), cuboide (células superficiales redondeadas) y columnar (células más altas que anchas).
Las vías respiratorias están tapizadas por epitelio columnar seudoestratificado. La superficie del cuerpo está cubierta por epitelio escamoso estratificado rico en queratina. Las cavidades húmedas, tales como la boca, la vagina y el recto, están tapizados por epitelio escamoso estratificado carente de queratina.
Las glándulas están formadas por epitelio secretor. Sintetizan, almacenan y liberan varios tipos de substancias, incluyendo: proteínas (páncreas), lípidos (glándulas adrenales y sebáceas), complejos de carbohidratos y proteínas (glándulas salivares) y todas las substancias anteriores (glándulas mamarias).
El tejido muscular está formado por células alargadas o fibras, con propiedades contráctiles. Con base en su estructura y función, se reconocen tres tipos de músculo: esquelético, cardíaco y liso.
El músculo esquelético contiene haces de células muy alargadas, estriadas y multinucleadas. Cada fibra muscular está compuesta de unidades más pequeñas llamadas miofibrillas.
Estas a su vez consisten de filamentos compuestos de actina y miosina que forman un patrón alternado regular. Está unido a huesos. Su contracción es rápida, vigorosa y voluntaria.
El músculo cardíaco también está compuesto por células alargadas y estriadas. Sus fibras son similares a las del músculo esquelético. Sin embargo, son uninucleadas y muestran ramificaciones unidas a las de otras células, siendo llamadas discos intercalares. Se localiza en el corazón, la aorta y el tronco pulmonar. Su contracción es vigorosa, rítmica e involuntaria.
El músculo liso está compuesto por células fusiformes medianamente largas y uninucleadas. No es estriado debido a que la actina y la miosina no forman un patrón alternado regular.
Se dispone en capas en los órganos viscerales huecos y en los vasos sanguíneos. También está asociado a los folículos capilares. Su contracción es prolongada, lenta e involuntaria.
El tejido nervioso está formado por una red de muchos miles de millones de células nerviosas (neuronas), todas ellas asistidas por células de soporte, nutrición y defensa (células gliales). Cada neurona tiene cientos de largas interconexiones con otras neuronas.
El tejido nervioso está distribuido por todo el cuerpo, formando un sistema que controla los patrones de comportamiento, así como las funciones del cuerpo (por ejemplo, presión sanguínea, respiración, niveles de hormonas).
Anatómicamente, se divide en:
– SNC, sistema nervioso central, que consta de una gran agregación de neuronas (cerebro, médula espinal).
– SNP, sistema nervioso periférico, que consta de nervios (craneanos, espinales, periféricos) y pequeñas agregaciones de neuronas (ganglios). El SNP conduce impulsos nerviosos sensoriales y motores hacia y desde el SNC.
El tejido conectivo está formado por células asociadas con matriz extracelular. Sirve para la unión o soporte de otros tejidos. Incluye hueso, cartílago, tendones, tejido fibroso, tejido adiposo y médula ósea, todos ellos con matriz extracelular sólida. También incluye a la sangre, con matriz extracelular líquida (plasma).
Los tipos básicos de tejidos vegetales son:
– Fundamental (o básico), subdividido en parénquima, colénquima y esclerénquima.
– Vascular, subdividido en xilema y floema.
- Dérmico, subdividido en epidermis y peridermis.
El parénquima está formado por células, vivas en su madurez, de forma irregular y pared primaria fina, almacenadoras de azúcares y almidón, que pueden participar en la fotosíntesis y retienen la capacidad de diferenciarse en otros tipos de célula. Compone la mayor parte de la biomasa de las plantas, incluyendo el interior de tallo, hojas y frutos.
El colénquima está formado por células, vivas en su madurez, de forma irregular y pared primaria gruesa, ricas en pectina. Aporta soporte estructural sin hacer perder la elasticidad necesaria para la elongación de las plantas. Se ubica bajo la epidermis de los tallos y en los peciolos.
El esclerénquima está formado por células, con paredes secundarias, internas con respecto a la primaria, gruesas y ricas en lignina. Estas paredes secundarias, que perduran tras la muerte de la célula, aportan fortaleza a las partes de la planta que la necesitan y ya no se están elongando. El esclerénquima consta de fibras y esclereidas.
El tejido vascular es propio de las plantas vasculares, es decir pteridofitas (ejemplo, helechos), gimnospermas (ejemplo, pinos y abetos) y angiospermas (plantas con flores).
El xilema distribuye agua con solutos minerales tomados del suelo. La conducción de este líquido es realizada por traqueidas (todas las plantas vasculares) y vasos conductores (principalmente angiospermas). Las traqueidas y los elementos que componen los vasos conductores son células muertas.
El floema distribuye savia, constituida por agua, azúcares producidos por fotosíntesis y nutrientes previamente almacenados en otras células.
La conducción de este líquido es realizada por células cribosas (pteridofitas, gimnospermas) o por elementos de tubo cribado (angiospermas). Las células cribosas y los elementos de tubo cribado son células vivas.
El tejido dérmico rodea todo el cuerpo de las plantas. Arriba del suelo, el tejido dérmico protege a la planta de la pérdida de agua. Debajo el suelo, permite tomar agua y sales minerales. La epidermis es el único tejido dérmico de las plantas, a menos que haya engrosamiento lateral. En este caso, la epidermis es reemplazada por peridermis.
De manera general, un estudio histológico requiere:
1- Obtención de la muestra
2- Fijación
3- Tinción
4- Incrustación
5- Seccionamiento
6- Observación microscópica.
La obtención de la muestra consiste en adquirir una parte del cuerpo humano o animal (biopsia) o vegetal, de tamaño suficiente (usualmente muy pequeño) y representativa del tejido de interés.
La fijación incluye procedimientos físicos (ejemplo, congelación rápida) y químicos (ejemplo, formol) que estabilizan la muestra para que permanezca inalterada durante y después de los pasos siguientes.
Las células son incoloras, por lo cual deben someterse a tinción, permitiendo resaltar las estructuras de interés. La tinción se realiza mediante reactivos cromogénicos (ejemplo, hematoxilina, eosina, Giemsa), histoquímicos, o inmunohistoquímicos.
La incrustación consiste en infiltrar el tejido con un líquido transparente o traslúcido (ejemplo, parafina, resina acrílica) que posteriormente se endurecerá por enfriamiento o polimerización, formando un bloque sólido.
El seccionamiento consiste en rebanar, empleando un micrótomo, el bloque sólido anterior. Las secciones obtenidas, típicamente de 5–8 μm de grosor, se llaman cortes histológicos.
La observación microscópica se realiza mediante los microscopios óptico, electrónico, confocal, polarizador, o de fuerza atómica, entre otros. En esta etapa se generan imágenes digitales de los cortes.
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