Texto atlas de histología 2a ed l gartner, j hiatt (mcgraw hill, 2002) 1

Conforme nuestros conoci-mie ntos en biología progresaron, se desarrollaron nuevas discip lina s, como las biologías celular y molecular, que ejercen un gran impacto en e l cúmulo de

ex o

- - - ,

Segunda edición

• • •

Associate Professor of Anatomy

D e partm e nt of Oral and Craniofacial

Biological Scienc e s Baltimore Collage of Dental Sur gery

D e ntal School

Associate Professor of Anatomy, R e tired

D e partm e nt of Oral and Craniofacial

Biological Sci e nc e s

University of Maryland Baltimore , Mary land

Tradu cc ión :

Baltimor e C olla ge of D e ntal Surgery

Dental School Universit y of Maryland Baltimor e, Maryland

Dr Jorg e Oriz ag a S

R ev isi ó n t é cni c a:

M e n e N Te r e sa 1 Fortoul Van der Coes

Dra Patricia Bi za rro N

M e n e Laura C olín B

BióL Irma E Lóp e z M BióL I vonn e C Sánch ez C

NOTA

La medicina es una ciencia en constante desarrollo Conforme surjan nuevos conocimientos, se requerirán cambios de la terapéutica

El (los) autor(es) y los editores se han esforzado para que los cuadros de dosificación medicamentosa sean precisos y acordes con lo establecido en la fecha de publicación Sin embargo , ante los posibles errores humanos y cambios en la medicina, ni los editores ni cualquier otra persona que haya participado en la preparación de la obra garantizan que la información contenida en ella sea precisa o completa , tampoco son responsables de errores u omisiones , ni de los resultados que con dicha información se obtengan Convendría recurrir a otras fuentes de datos, por ejemplo, y de manera particular, habrá que consultar la hoja informativa que se adjunta con cada medicamento , para tener certeza de que la información de esta obra es precisa y no se han introducido cambios en la dosis recomendada o en las contraindicaciones para su administración Esto es de particular importancia con

respecto a fármacos nuevos o de uso no frecuente También deberá consultarse a los laboratorios para recabar información

sobre los valores normales

TEXTO ATLAS DE HISTOLOGIA

Proh ibid a la reproducción total o parcial de esta obra, por cualqui er medio, si n

a utorización escrita del editor

D E HE C HOS HESEHVADOS © 2002, re specto a la segunda edición en es pañol por ,

McGRAW-T-IILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A de C.V,

A subsidieu y of The McGraw-Hill Companies

Cedro Núm ,5 12 , Col Atlampa, Delegación C uauhtémo c, 064.50 México, D.F

Miembro de la Cámara Nadonal de la Industria Editorial Mexicana, Reg Núm 736

ISBN: 970-10-3728-6

Translated from th e second E nglish editio n 01"

Color Textbook of H istology, by Leslie P Gartner, James L Hiatt

Copyright © 2001, Pllblished by W.B Sallnders Company

A Harcourt Health Sciences Company

The Curtis Center

In dependence Square vVest

P hiladelphia, Pennsylvania 19106

Al! rights reserved

ISBN 0-7216-8806-3(Edición original)

1234.567890

hllpreso e n RR DONNELLEY

09876.543102 Printed in C hile

J.L.H

Siempre es muy satisfactorio publicar una nueva e dición de

un libro , en especia l de uno tan bien aceptado no sólo en su

idioma original sino también en sus diversas traducciones

La histología, como tema, se enc u entra en e l cruce entre

la anatomía macroscópica y la fisiología, y actúa como un

e lemento integral entre ellas Conforme nuestros

conoci-mie ntos en biología progresaron, se desarrollaron nuevas

discip lina s, como las biologías celular y molecular, que

ejercen un gran impacto en e l cúmulo de conocimientos

de la histología, que se expande para incorporar vastas

cantidades de información recién descubierta

En l a preparación d e la edición actual buscamos a

través d e l a múltipl e información que inunda lo s campos d e

la biología cel ular y molecular, y revisamos la mayor parte

de los capítulos del libro con el fin d e reflejar conceptos

ac tuales en estos campos, de manera es p e cífica e n su

apli-cación al es tudio de l a histolo gía Aún así, al mismo tiempo

traba jam os para presentar el material e n forma concisa, d e

modo que se ajuste al reducido tiempo curricular actual qu e

la mayor parte d e las escuelas de m e dicina y odonto l ogía

asigna al estudio d e la histología

También añadimos nuevo material ilustrativo e n forma

de dibujos a todo color y fotomicrografías , así como

micro-grafías electrón i cas de barrido y transmisión con objeto

de continuar ayudando al estudiante a correlacionar la

información que obtiene en las secciones didáctica y d e

laboratorio del curso Otro cambio didáctico qu e observarán

quienes utilizaron la ed ición anterior es la adi ción de un

resumen corto al inicio de cada sección , qu e d es taca d e

manera sucin ta la información que se pres e nta en ese

seg mento del capítulo Más aún , ajustamos el tamaño final

se res ume en cuadros para promover la adquisición de los conocimientos Con frecuencia e l texto se interrumpe por in se rtos r es umido s que no sólo organizan aspectos importantes d e la histología funcional sino que también pon en en al e rta al lector resp ec to a su r e levancia Los términos importantes se presentan e n n eg ritas tanto para diri gir la atención a ellos como para permitir que e l es tu- diant e que se pr epara para exámenes los revis e con rapidez Por último, en la totalidad del t ex to el lector encontrará correlaciones clínicas qu e se insertan en recuadros e ilu stran

la importancia d e la histología para los es tudiantes de las prof es iones d e la salud Cre emos que estas ca racterísticas ayudarán a r esaltar el dogma importante de la histología

de los días modernos: que la es tructura y la función se relacionan d e manera e strecha

Aunque hi cimos todo lo posible por presentar una des c ripción com pl e ta y precisa del tema , r ec ono ce mos

qu e e n cualquier labor d e esta magnitud hay omi siones

y errore s Por consiguiente, continuamos alentando y acogi e ndo con mucho gusto las sugerencias, los cons e jos y las críticas qu e facilitarán mejorar es te texto

LE SLIE P GART NE R

JAMES L HIATT

•

IX

A~ra

Deseamos agrad ece r a la s p e rsonas s i g uient es la ayuda y

apoyo qu e nos proporcionaron en la preparación de es t e

libro En la University of Maryland, g racias e n es pecial al

doctor William A F alkler, Jr., por la r ev i sión de l capítulo

r e ferent e a l sist ema linfoid e; a l doctor N orman F Capra

por revisar la sección de huso muscular , y a la sefiorita

J en nif er P Bassiur , es tudi ante de odontología del terc e r

afio, por sus sug e r e ncias que contribuyeron a m ej orar la

presentación de es t e mat e rial

Agrad ece mos ve rdaderam e nte al doctor Jam es C Hu s

-ton y en es pecial al doctor Pau l May por propor c ionarnos

una extensa lista d e sugerencias para mejorar lo s materiales

de texto e ilustr ativos Tambi é n des ea mos agradecer a lo s

doc tor es Robert A Bloodgood, Fadhil Al-Lami y Nicholas

A Chiaia sus valiosos comentarios diri g idos a sus respectivos

c ampos de experienc ia

ecimientos

• • •

Co mo la histología es un t e ma v isual , es

imprescindi-bl e co ntar con ilustraciones gráficas excelentes Por esta

ra zón es tamos e n deuda con Todd Smith por su atención

cuidadosa a los detall es al revisar las ilustraciones de la prim e ra edición y crear nuevas figuras También agrade-

cemos a nu es tros múltiples colegas de todo el mundo

y a sus resp ec tivos editores qu e nos permitieron genero

-samente tomar prestados mat e riales ilustrativos de sus

publicacion es

Por último , damos las gracias al equipo de proyectos de W.B Saunders por toda su ayuda , e n particular a WiUiam

R Schmitt, Editor en J e f e, Textos Médicos ; Carol Robins ,

Supervisora de Correctores; EUen ZanoU e, Disefiadora;

Natalie War e, J e fa d e Producción; Peg Shaw, Ilustrador

Especialista y, sobre tod o, a nu es tra Editora de Desarrollo,

D ebo rah Thorp

•

XI

1 Introducción a la histología y técnicas

histológicas básicas 1

2 Citoplasma 11

3 Núcleo . 49

4 Matriz extracelular . 69

5 Epitelio y glándulas 83

6 Tejido conectivo 107

7 Cartílago y hueso • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 127 8 Músculo 153

9 Tejido nervioso 179

1 O Sangre y hemopoyesis 213

1 1 Sistema circulatorio 243

12 Sistema linfoide (inmunitario) 263

Conteni o • • • 1 3 Sistema endocrino 289

1 4 Sistema tegumentario . 311

1 5 Sistema respiratori o 329

16 Sistema digestivo: cavi dad bucal 351

1 7 Sistema digestivo: conducto alimentario 363

1 8 Sistema digestivo: glándulas 393

19 Sistema urinario 415

2 O Sistema reproductor femenino 439

2 1 Sistema reproductor masculino 463

2 2 Sentidos especiales 485

Indice a lfab étic o 511

VII

./

ucclon a

Intro

técnicas

H i s tología e s la r a ma d e l a anat o mía qu e e stu d i a los t e jid o s

de a nimal es y pl a nta s S in e mb a r g o , es t e libr o d e tex to

só l o des c rib e lo s t e jido s a nimal es, de ma nera es p e cífi ca los

h umano s E n s u as p ec t o más amplio , l a palabr a hi s t o l ogía

se e mpl ea c om o s inónim o d e a n a tomí a mi c r oscó pi ca, y a

qu e s u m a t e ria n o s ólo inclu ye l a e stru c tura mi c ro scó pi c a

de los t e jidos s in o tambi é n l a d e l a cé lul a , ó r ga n os y

s i s t e ma s

E s n eces ari o co mpr e nd e r qu e e l cu e rpo es t á c omp ues to

d e cé lula s , matri z int e r ce lular y una s u s tan c i a l í qui da , e l

lí q uido ex tr a celul a r (l íquido ti s ul a r ), q u e impr e gna es tos

com pon e nt e s E l líquid o ex trac e lul a r , q u e deri va d e l pl asm a

sa n g uín eo, tran s p o rta nutri e nt es, o x í ge n o y mo l éc ul as d e

se ñ a lami e nto a l as célul as del c u e rpo Po r el co ntrari o, las

mo l éc ula s de s e ñ a l a mi e nt o, lo s produ c t os d e desec h o y e l

d i ó xido d e c arb o n o qu e lib e ran la s cé lul a s d e l o r ga ni s mo

ll ega n a l a sa ngr e y los vas os linf á tico s a tra vés d e l lí q uido

ex tr ace lul a r Est e últim o y tam b i é n g r a n part e de la m a t r i z

int e r c elul a r no se o bserv a n e n pr e para c i o n es hi s t o ló g i cas d e

rutina ; em p e ro , es n e c esa rio qu e e l e stu d i a nt e de hi s t o l og ía

r eco noz ca s u pr ese n c ia in v isibl e

El obj e t o d e l a hi s t o l o gía ya no abo rda s impl eme nte

l a es tru c tur a d e l c u e rp o, s ino t a mbi é n s u fun c i o nam ie nto

E n r e alid a d , la hi s tolo g í a g uard a una r e l ac i ó n d ir ec t a co n

ot r as di sc iplina s y e s ese ncial para co mpr e n de rla s P or

es t a ra zó n , e st e libro d e t ex to e ntr e la za l a bi o l og ía cel ul a r ,

bi o quími ca , fisi o l og ía y , seg ún sea apr o piado , l a pat o l og ía

Los e studi a ntes r ec ono ce r á n la import a n c ia d e es te obj e ti v o

en c uant o se r e mitan al t ex to m ás ad e l a nte e n s u ca rr e ra

U n ex c e l e nt e e j em plo d e es ta r e l ac ión se ad ve rtir á c u a ndo

e l l ec tor co no zca la hi s tolo g í a del riñ ó n y o bs e r ve su

intrin c ad a es tru c tura ( h as ta e l ni ve l m o l ec ul a r ) , e n l a q u e

r es id e la c apacidad de es t e ór ga n o par a r e ali za r s u fun c i ó n

L as a lter ac i o ne s de la es tructur a r e nal d a n lu ga r a u n g r a n

núm e ro d e tra s t o rnos qu e pon e n e n pe li g ro l a vi da

E l r es t o de es t e capí t ul o anali za 10 $ mé tod os q u e apli c an

l os histól ogo s p a r a e studi a r la a n a tom ía mi crosc ópi ca d e l

Preparación de los tejidos

Los pasos necesarios para la preparación de tejidos para microscopia de luz incluyen a) fijación, b) deshidratación

y aclaramiento, c) inclusión, d) corte y e) montaje y tinción

de los cortes

Se han desa rroll a d o di ve r s as t éc ni c a s p a ra pr e p a rar l os

t e jid os c on e l fin d e es tudi a rl o s , d e t a l m ane ra qu e se m e j en

c ua n t o má s s u e sta do natur a l e n v i vo L as e tapa s incl ui das

s on fijación , deshidratación y aclaramiento , inclusión

e n u n medi o e stabl e, sección en c ort es del gado s p a r a

p od er l os ob se rvar m e dian te tra ns ilumin ac ión , montaje

e n u na s up e rfi c i e pa r a fa c ilit a r su ma nipul ac ión y tinción

para dife r e n c i a r lo s d i v er sos co mp o n e nt es ti s ul a r es y ce l

u-lar es

Fijación

L a fijación s e r e fi e r e a l trat a mi e nt o d e l t e jido con

s u s t a n c ias química s q u e n o só lo r e t a rdan l as alt e r ac ion es

tisul a r es sub sec u e nt es a l a m uert e (o d es pu é s d e s u r ció n d e l or ga ni s m o ) s ino q u e tambi é n co n se rvan s u c on fi -

emo-g ura c i ó n n o rm a l Los a ge nt es p a r a fija c i ó n us ados m ás a

menu do en m i c ros co pia d e lu z son formalina am or tiguad a

y fijador d e Bouin E s t as do s sus tan c i as p e r m it e n e l

e ntr ec ru z a mien to d e las pr o t e ín as y por ta nto co n s e rva n una image n de l t e ji do simil a r al v i vo

2 ••• Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas

paulatina e l alcohol al 100 % para e liminar e l agua

(deshi-dratación) A continuación, el tejido se trata con xileno,

una sustancia química qu e es miscible con parafina fundida

Este proceso se conoce como aclaramiento, ya qu e e l

t e jido se torna transparent e en x il eno

Inclusión

Con objeto de distinguir e ntr e sí la s cé lulas superpuestas

e n un t e jido y la matri z ex tra ce lular , e l histólogo d ebe

incluir los tejidos en un m ed i o apropiado y a continuación

seccionarlos en cortes d e l gados Para la microscopia d e lu z,

e l medio habitual de inclu s ión es la parafina Se coloca e l

tejido en un recipiente adecuado con parafina fundida hasta

que se inflltra por compl e to Una vez que se impregna e l

tejido con parafina, se coloca en un receptáculo pequ eño,

recubierto con parafina fundida y se deja endurecer para

formar un bloque de parafina que inclu ya al tejido

Sección

Una vez que se r e bajan lo s bloques de tejido para

e liminar e l material de inclusi ón r edu ndant e, se montan

para seccionarlos Esta labor se ll eva a cabo mediant e

un micrótomo, un aparato eq uipado con una hoja y un

brazo que desciende en e l bloqu e de tejido en incremento s

es p ecí ficos iguales Para la microscopia de luz , el grosor

de cada corte fluctúa e ntr e 5 y 10 pm

También es posible e f ectua r lo s co rt es en especímenes

co ng e lados , sea en nitróg e no líquido o e n un portamu es tra s

para congelación rápida e n un c rió s tato Estos cortes se

montan con un medio para montaj e de congelación rápida

y se seccionan a temperaturas inf e rior es a cero mediant e

una hoja d e acero enfriada con anterioridad Los cort es se

colocan e n portaobjetos de vidrio previamente enfriados,

se p e rmite que alcancen la t e mp e ratura ambiente y se

tiñ en después con colorant es especí ficos ( o se tratan para

es tudios histoquímicos o inmuno c itoquímicos )

Montaje y tinción

Los cortes de parafina se montan (colocan) en portaobjetos

de vidrio y a continuación se tiñen mediante colorantes

hidroso/ubles que permiten diferenciar los diversos

componentes celulares

Los cortes para microscopia de lu z convencional,

sec-cionados mediante hojas de acero inoxidable , se montan

en portaobjetos de vidrio r ec ubi e rtos co n un adhesi vo

Debido a que muchos constituyentes de los tejidos ti e n en

casi las mismas densidad es óptimas , d ebe n teñirse para la

microscopia de luz La tinción para micro sco pia d e lu z se

llevó a cabo principalment e con colorantes hidrosolubl es

En consecuencia, prim e ro es necesario e liminar la parafina

del corte, después de lo cual se r e hidrata y tií'ie el t e jido

Una vez teñido, se deshidrata e l cor t e de nueva cuenta

de tal manera que pueda fijars e de modo permanent e e l

c ubr eo bjetos con un m e dio adecuado para montaj e

El c ubreobjetos no sólo protege e l tejido de algún daño

s ino que también se r eq ui ere para observar el corte con

e l microscopio

Aunque existen varios tipos d e colorantes para observar

los múltiples compon en t es de células y tejidos, pu e den

agruparse en tres clas es:

• Co lorantes que dif e r e n c ian los componentes ácidos y

bá s icos de la célula

• Co lorantes especializados que distinguen los

compo-n e ntes fibrosos d e la matriz ex tracelular

• Sales metálicas que se pr ec ipitan e n los tejidos y forman

depósitos de m e tal es en e llos

Los colorantes empleados con más frecuencia en

his-tología son hematoxilina y eosina (H y E) La h ema

-toxilina es una bas e que tiñ e de manera prefer e ncial los

compo n e ntes ácidos de la cé lula de un color a z uloso

Puesto que casi todos lo s componentes ácidos son ácido desoxirribonucleico ( DNA ) y ácido ribonucleico ( RNA ), e l núcl eo y las regione s d e l c itoplasma ricas en ribosoma se

tiñ e n de color azul oscuro ; es to s e l e mentos se d e nominan

basofílicos La eosina es un ácido que tiñe los component es

básicos d e la célula d e color rosado Debido a que muchos

cons tituyentes del citoplasma ti e nen un pH básico , las

regiones del citoplasma se tiñ e n d e color rosa; se dic e qu e

e stos e lementos son acidófllos También se usan muchos

otros colorantes en la preparación de especímenes para

es tudio histológico ( cuadro 1 - 1 )

Las moléculas de algunos colorantes, como el azul de toluidina, se polim e ri za n e ntr e sí cuando se exponen a

co n ce ntraciones altas d e polianion es en el t e jido Estos agregados son de un color dif e r e nt e al de sus moléculas

individuales Por ejemplo , e l azul d e toluidina tiñ e d e azul los tejidos, excepto los que son ricos en palian ion es ( p

e j , matriz de cartílago y gránulos de células cebadas), que se tiñen de color púrpura Se dice que un t e jido

o un componente celular qu e se tiñe de color púrpura

es metacromático y que e l azul de toluidina mu es tra

observados

En el microscopio d e lu z actual se utiliza una disposición

es p ecí fica de grupos d e l e nt es que amplifican una imagen ( fi g 1- 1) Como r es ultado del uso de más d e una l e nt e

simple , es te instrum e nto se conoce como un microscopio compuesto La fu e nt e d e lu z es una bombilla e l éc trica

con un filamento d e tun gste no cuya luz se reún e e n un

ha z e nfocado por la lente condensadora

El haz de luz se localiza abajo y se enfoca en el es p éc

i-men La luz que pasa a trav és de es t e último penetra e n una

de las lentes del obj e ti vo; es tas l e ntes están asentadas en

Cuadro 1-1 Colorantes y reacciones histológicas

comunes

Rea ct iv o

H e matoxilina

Eosina

Tri c rómica d e Mas s on

Colorante d e orceína para

R osa: r eg io nes bá s icas d e l

c itopl asma; fibr as d e co lá

-ge na

A;:;ul oscuro: núcl eo; rojo:

múscu lo , que r a tina , c ito

-plasma

A;:;ul claro: mucin óge n o,

co l ágena

Pardo : fibra s e lá sticas

A;:;ul : fibras e l ásticas

Negro.· fib r as r eticu lar es

Negro: es tri aciones d e

mú sc ulo , núcleos, e

ritro-c ito s

Magenta: m o léculas ri cas

e n g lu cógeno)' ca rb o drat os

hi-Se utili za para tin c ion es

dif e r e ncial es d e cé lul as

hem á tica s

R osa: e ritrocito s, g ránulos

de eos in ó filos

PÚr¡Jtl m: núcl eos d e l e

uco-c ito s, gránu l os basófilos

A;:;ul: c itopla s ma de m o

no-c ito s)' linf oc ito s

una torr e ta movibl e l ocalizada ju s to arriba del es p éc im en

Por lo general se dispon e d e c uatr o l entes ob jeti vos e n

una torr e ta , qu e pr o por c ionan amplifi cac i o n es b a ja , media ,

alta y con a ce ite En l a ma y or parte de lo s mi c ro sco pi os

las tres prim e ras l e nt es s u e l e n amplificar , c uatro , 10 y 40

veces, r es pe c tivam e nt e, y se utilizan sin aceite; l a lent e

para ac e ite amplifica l a ima ge n 100 ve ce s

La imag e n d e las l e nt es d e l obj e tivo se r e ún e y la s

l entes d e l o c ular la amplifican de manera adicional

Es-tas l e nt es aumentan la ima ge n e n un factor d e 10 - para

amplifica c ion es totales d e 40, 100 , 400 Y 1 000 y e nfocan

la imag en r es ultante e n la r e tina del ojo

E l e nfocami e nto d e la im age n se r ea li za m e diant e

perillas indentadas qu e mu eve n la s l en tes d e l obj e ti vo ha cia

arriba y a bajo sobr e e l es p éc im e n La p e rilla de e nfoqu e

amplio las mue ve e n incr eme nt os m ay or es qu e la perilla

Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas • • • 3

de e nfoqu e fino R es ulta d e int e r és que l a ima ge n que se proyecta e n la r e tina está in ve rtid a d e der ec ha a izquierda

y al r evés

La calidad de una imag e n no só lo d e p e nde d e l a

capa-c id ad d e un a l ente para amplifi c ar sino también de su

resolución -la ca pacidad de l a l ente para mo s tr ar qu e

dos o bj e t os distint os están separados por una distan c ia La

c alidad d e un a l ente d e p e nd e de qué tan cerca se aproxima

s u r es olu c ión a l lí mite teó ri co d e 0.2.5 pm , una r e stri c ción

d e t er minada po r la lon gi tud de onda d e l a luz v isibl e

Ex ist e n var io s tipos de microscopios de lu z , que se

dif e r e n c i a n p o r e l tipo de luz que utilizan como fuente

luminos a y l a forma en qu e la e mpl ea n Sin e mbar g o , la

ma yo ría de l os estudiantes de hi s tolo gí a deben reconoc e r

só l o las imá ge ne s obtenidas d e los microscopios d e lu z

co mpue s t o, e l ec tr ó ni co de tran s misi ó n y e lectróni co d e

barrido ; e n co ns ec uen c ia , no s e c om e ntan aquí lo s o tr os

tipo s d e micro scop ios

Técnicas de imágenes digitales

En las técnicas de imágenes digitales se emplea una computadora para capturar y manipular imágenes histológicas

El ad ve nimiento d e la co mputad o ra proporcionó un

medio para cap tur a r imá ge n es en forma di g ital , sin utilizar una pe lí c ula Aunque es te m é tod o d e ca ptura d e imágen es

aún no puede co mp e tir con la t e cn o logí a fílmica , tien e

mu c has ve nt ajas que la con s titu ye n e n una h e rramienta

v ali osa , por e j e mplo:

• Obs e r v aci ón inmedi a ta de l a ima ge n adquirida

• Modificación dig it al de l a ima ge n

• Ca pa c idad para real za r la im agen m e diant e e l uso d e

programas de co mputad o ra disponib l es en e l co m er

-

ClO

A d emás , debido a que es tas imá ge n es se gua r dan en

un formato di g ital , es p os ibl e archiva r cie nt os d e e lla s e n un

solo disco CD -R OM Y s u r ec up e ración es ca si instantán ea

Por último , s u forma dig it a l ha ce po s ibl e la transmisión

e l ectrónica d e e st as imá ge n es m ed iant e correo e l ectró n ico

o su distribu c i ó n a tra vés d e Int e rn e t

Interpretación de cortes microscópicos

U na de l as h a bilidad es más difí c il es, fru s trante s y

dem o rad as en hi sto lo gía es la de apr e nd e r a interpretar

un co rt e bidimensio n al co mo s i fu e ra tridimen s ional S i se

ima g ina una manguera par a e l jardín , como en l a figura 1-2 , y a co ntinuaci ó n se practican cortes d e lgado s, se torna

obvio qu e e l objeto tridim e n sional no n e c esa ri amente

se distingue de cu alqui e ra o tra de l as r e pres e nta c ion es

bidimensionales Si n emb ar go , observando todos lo s c ort es

ex tr aído s de la m ang u e ra arro ll ada, es posible r e construir

m enta lm e nt e la ima ge n tridim ens ion al

4 ••• Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas

La histoquímica es un método de tinción de tejidos

que proporciona información sobre la presencia

y localización de macromoléculas intracelulares y

extra celulares

Es posible localizar los constituyentes químicos

especí-ficos de tejidos y células por los métodos de histoquímica

y citoquímica Estos métodos aprovechan la actividad

enzimática, re actividad química y otros fenómenos

fisico-químicos relacionados con el elemento en cuestión Las

reacciones de interés se tornan evidentes mediante la

formación de un precipitado insoluble que toma cierto

color Con frecuencia, la histoquímica se efectúa en tejidos

congelados y puede aplicarse tanto en la microscopia de

luz como en la electrónica

En una reacción histoquímica se utiliza el reactivo

ácido peryódico de Schiff (PAS ), que forma un precipitado

de color magenta con moléculas ricas en glucógeno y

carbohidratos Para asegurar que la reacción sea específica

del glucógeno, los cortes consecutivos se tratan con

ami-lasa Por consiguiente, los cortes no tratados con amilasa

muestran un depósito magenta, en tanto que en los cortes

tratados no se observa tinción en la misma región

Aunque es posible localizar enzimas mediante dimientos histoquímicos, se observa el producto de la reacción enzimática y no la enzima en sí misma El reactivo está diseñado de tal manera que el producto se precipita

proce-en el sitio de la reacción y se reconoce como un depósito metálico o de color

Aunque los procedimientos histoquímicos permiten ubicar relativamente bien ciertas enzimas y macro moléculas

en células y tejidos, es posible obtener una localización más exacta con la inmunocitoquímica Este procedimiento exige desarrollar un anticuerpo contra la macromolécula particular a localizar y marcar el anticuerpo con un colo-rante fluorescente (fluoresceína o rodamina)

Existen dos métodos de marcado con anticuerpo:

directo e indirecto En el método directo (fig 1-3)

se marca el anticuerpo contra la macromolécula con un colorante fluorescente A continuación se permite que reaccione el anticuerpo con la macromolécula y puede

Fig 1-2 La histología exige la reconstruc

-ció n menta l d e imá genes bidim ens i o nal es en

u na só lida tri d im e n s ional a partir de la c ua l

s e co rtaron En este diagrama se secc i onó un

tubo curvo e n var i os p l anos para ilustrar la

re lación en tr e un a ser ie de cortes

bidimen-sion ales y la est ru ct ura tridim ens i ona l

Corte

t rans v ersal

Corte oblicuo

En el método indir ecto (fig 1-3 ) se prepara un

anti-c uerpo marcado co n flu orescenc ia con tr a e l anticuerpo

pr imario específico para l a macromolécula d e int e r és Una

vez que r eacc i ona e l anticuerpo primario con e l a ntí geno,

se lava la preparación par a e liminar el anticuerpo primari o

no unido ; en seg uida se añade e l anticu e rpo mar cado

y reacciona con el compl e jo an tí ge no- anticuerpo origi

-nal , con lo cua l se forma un com pl e j o secundario visi

-b l e con microscopia d e flu orescencia ( fig 1-5 ) El m é tod o

Anticuerpo fluoresceinado

D iag rama que muestra los diferentes

aspectos de cortes a través de un tubo

curvo en diferentes niveles

indir ec to no requier e marcar el anticu e rpo primario , que

muchas veces só lo se e ncu e ntra disponibl e en cantidades

limit adas

La inmunocitoquímica puede utilizarse con

especíme-nes para microscopia e lectrónica si se marca el anticu e rpo

con ferritina , una mol éc ula densa en e l ec trones , en lugar

de un coloran t e flu orescente El marcado con fe rritina pued e aplicarse en l os m é todos dir ec to e indir ecto

Antianticuerpo

fluoresceinado adicionado

r- r

"" Anticuerpo

~

Fig 1-3 M é t odos de inmun o hi stoq uímica

directo e indirecto l;;quie-rda Se marca un

antic uerpo contra e l antígeno co n un co lorante

fluorescente y se obselva con un mic r osco pio d e

Auorescencia La fluor esce n c i a se identificó só l o

e n donde se lo ca li za ba e l anti c u e rp o Derec ha

Se pr e paran anticuerpos marcados con

fluo-rescenc ia contra un anticuerp o que r eacc iona

co n un antíg e no particular Cuando se obser

-va n mediant e m i crosco pia de flu oresce ncia ,

la r eg ió n qu e flu o r esce repr esenta e l s itio del

an ticuerpo

~ ~=-_~ _ -.:.:~ t- Corte de te jido '~f;

+ - - - Lavado

6 ••• Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas

Fig 1-4 Ejemplo de inmunocitoquímica directa S e tifíeron

inmuno-lógicamente neuronas cultivadas d e un ganglio cervical superior de rata

con anticuerpo marcado con fluorescencia específico para el receptor

de insulina Las áreas brillantes corresponden a los sitios en los que se

unió el anticuerpo a receptores de insulina El patrón de tinción indica

que los receptores están localizados en todo el citoplasma del soma y

las prolongaciones pero no en el núcleo ( Tomado de James S, Patel,

N, Thomas P, Burnstock G: Immunocytochemical localisation of insulin

receptors on rat superior cervical ganglion neurons in dissociated cell

culture J Anat 182:95-100, 1993.)

Autorradiografía

La a u torra diogra fía es un método en el que se

incorporan isótopos radiactivos en macromoléculas, que a

continuación se observan con el uso de una película de

emulsión superpuesta

La autorradiografía (radioautografía) es un método

particularmente útil para localizar e investigar una

secuen-cia temporal específica de fenómenos El método exige

incorporar un isótopo radiactivo casi siempre tritio

(3H) en el compuesto estudiado (fig 1-6) Un ejemplo

es el empleo de un aminoácido tritiado para observar la

síntesis y agrupamiento de proteínas Después de inyectar

el compuesto radio marcado en un animal se obtienen

especímenes de tejido a intervalos de tiempo seleccionados

Se procesa el tejido en la forma usual y se coloca en un

portaobjetos de vidrio; sin embargo, en lugar de sellar el

tejido con un cubreobjetos, se aplica sobre él una capa delgada de emulsión fotográfica Se coloca el tejido en una caja oscura durante unos cuantos días o semanas, durante los cuales las partículas emitidas del isótopo radiactivo exponen la emulsión sobre los sitios celulares en los que

se localiza el isótopo Se revela y fija la emulsión mediante técnicas fotográficas y se dejan pequeños gránulos de plata sobre las porciones expuestas de la emulsión A continuación se sella el espécimen con un cubreobjetos

y se observa con un microscopio de luz Los gránulos

de plata se hallan sobre las regiones del espécimen que incorporó el compuesto radiactivo

Se usa una autorradiografía para vigilar el tiempo de incorporación de prolina tritiada en la membrana basal subyacente a células endodérmicas del saco vitelino (fig 1-6) Se ha empleado una adaptación del método de auto-radiografía de la microscopia electrónica para demostrar que la prolina tritiada aparece primero en el citosol de las células endodérmicas, se desplaza a continuación al retículo endoplásmico rugoso, después al aparato de Golgi,

Fig 1-5 Inmunocitoquímica indir ec ta Se prepararon anticuerpos fluorescentes contra anticuerpos primarios contra colágena de tipo IV para demostrar la presencia de una lámina basal continua en la interfaz entre acumulaciones de células malignas y el tejido conectivo circundante

( Tomado de Kopf-Maier P , Schroter-Kermani C: Distribution 01' type VII collage in xenografted human carcinomas Cell Tissue Res 272:395-405,

1993 Copyright Springer-Verlag )

a continuación hacia vesículas y por último a la matriz

extracelular (fig 1-7) De esta forma se demostró v

isual-mente la secuencia de fenómenos que tiene lugar en la

síntesis de colágena de tipo IV -la proteína principal en

la lámina densa de la lámina basal

MICROSCOPIA ELECTRONICA

El uso de electrones como fuente de luz en la microscopia

electrónica permite lograr una amplificación y resolución

mucho mayores que las obtenidas con la microscopia de luz

En los microscopios de luz, las lentes ópticas enfocan

luz visible (un haz de fotones ) En los microscopios

elec-trónicos, los electromagnetos tienen la función de enfocar

un rayo de electrones Debido a que la longitud de onda

de un rayo de electrones es mucho más corta que la de

la luz visible, los microscopios electrónicos son en teoría

capaces de obtener la resolución de dos objetos separados

por 0.005 nm Sin embargo, en la práctica la resolución

del microscopio electrónico de transmisión (MET)

es alrededor de 0.2 nm, aún más de 1 000 veces mayor

que la resolución del microscopio de luz compuesto La

res olución del microscopio electrónico de barrido

( MEB) se aproxima a 10 nm, considerablemente menor

respecto de los instrumentos de transmisión Más aún, los

microscopios electrónicos modernos pueden amplificar un

objeto hasta 150 000 veces; esta amplificación es lo bastante

potente para observar macromoléculas individuales como

DNA y miosina

Mic roscopia electrónica de transmisión

En la microscopia electrónica de transmisión se utilizan

cortes mucho más delgados, en comparación con 105 de la

microscopia de luz, para teñir 105 tejidos y se requieren

técnicas de precipitado de metales pesados en lugar de

colorantes hidrosolubles

La preparación de especímenes de tejido para

micros-copia electrónica de transmisión incluye las mismas etapas

básicas que las de la microscopia de luz Se han desarrollado

fijadores especiales para la microscopia de luz de

transmi-sión, ya que el poder de resolución mayor del microscopio

electrónico requiere enlaces cruzados de proteínas más

finos y específicos Estos fijadores, por ejemplo soluciones

amortiguadas de glutaraldehído, paraformaldehído,

tetróxido de osmio y permanganato de potasio, no

sólo preservan los detalles estructurales finos sino que

también actúan como colorantes electrodensos, que

per-miten observar el tejido con el haz de electrones

Puesto que estos fijadores penetran en tejidos frescos,

incluso en los que se emplean para la microscopia de luz,

se infiltran piezas relativamente pequeñas de tejidos en

grandes volúmenes de fijadores Los bloques de tejido

para microscopia electrónica de transmisión no suelen ser

mayores de 1 mm3 Se han creado medios de inclusión

adecuados, como la resina epóxica, de tal modo que

pue-Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas • • • 7

Fig 1-6 Autorradiografla Examen con microscopia de luz de la incor

-p oración de prolina tritiada en la membrana basal en función del tiempo

tra n scur rido desde la in yecc ión de la prolina En las fotomicrografías a

a e, lo s g ránulos de plata ( puntos negros ) se localizan principalm e nt e e n

la s cé lulas e ndodérmic as; s in embargo, después de ocho horas (el), los

g ránul os de plata también se hallan e n la m e mbrana basal La pr ese

n-c ia d e gránu lo s d e plata indi ca la lo ca lización de la prolina tritiada (Tomado

de Mazariegos MR , Leblon cr , van der Rest M: Radioautographic tracing of :3 H - proline in e ndod en nal ce ll s of the parietal yolk sac as an indica tor of the biogenesis of ba seme nt membrane components Am J

Anat 179:79-93 , 1987 C op yrig h t © 1987 Reprint e d by permission of Wile y -Li ss , lnc , a subsidiary of John Wiley & Sons, lnc )

den cortarse los tejidos incluidos en plástico en cortes extremadamente delgados (ultradelgados) ( 25 a 100 nm )

que no absorben el haz de electrones

Los haces de electrones se generan en una cámara de

vacío mediante calentamiento de un filamento de tungsteno,

el cátodo A continuación se atraen los electrones al

ánodo de carga positiva, una placa metálica en forma de rosquilla con un agujero central Con una carga diferencial

de alrededor de 60 000 voltios colocada entre el cátodo

y el ánodo, los electrones que pasan a través del agujero

en el ánodo tienen una alta energía cinética

•

8 ••• Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas

Fig 1-7 Aut o rradiografía En esta foto micrografí a

el ec tr ó nica d e una cé lul a e ndod é rmica d e saco vit e lin o

s on o b v ios gránulo s de plata (s imilare s a lo s de la figura 1-6 ), qu e repr ese ntan la pr ese ncia d e pro lina triti ada

r ec ubri e ndo e l r e tículo e ndoplá s mico ru g o s o ( r ER ), e l

apar ato de e o lgi ( e ) y grúnul os secr e t o rio s ( Se ) La colá ge na de tipo IV , que e s ri c a en prolina , se sint e tiz a

e n c é lula s e nd o d é rmica s y se libera a la membran a

ba s al La p r olina tritiada se c onc e ntra m ás e n organ e lo s

qu e partic ipan e n la sínt es i s d e prot e ína ( Tomado d e

M azar i eg os MH , L e blon C P, v an de H es t M:

Hadioau-to g raphic trac:in g o f 3 H-pr olin e in endod e nnal cell s of

th e pari e ntal y olk s a c as an indi c ator of th e bioge n e sis of

ba se m e nt m e mbran e compon e nt s Am J Anat 179:79 - 93 ,

19 8 7 Co p y right © 1987 H e printed b y p e rmission of Wil ey- Liss, II1 C, a s ubsidiar y o f John Wiley & Sons,

1n e )

Fig 1-8 Citoquímica y grabado po r cong e lación ( cr i

o-f r a ctura ) H é plica d e l marcado por criofra c tura de una

c é lu la acin a r pancr e áti ca de rata S e l ocali za ron residuo s d e N- ac e til-d- ga lacto s amina mediant e e l compl e jo de l e ctina

y oro d e H e lix poma.tia que apar e c e n como puntos negro s

e n la im age n El nú c l e o ( Nu ) s e meja una d e presión , e l

r e tículo e ndop l ásmi c o rugo s o ( rER ) asume l a forma de lín e a s

paral e la s y l os gránulo s se cr e torio s ( e ) par e c e n e l evacion es

o depr es i o n es p e qu e ña s Las e l ev acio n es (e ) repres e ntan

la mitad d e la cara E y las depr e siones ( a s t e ri s cos) la cara

P d e la me mbrana d e l g ránulo se cr e torio ( Tomado d e Kan

F\VK , B e nda y an M : Topographical a nd planar distribution

o f H e lix p o matia l ec: tin-bind in g g l yc oco nj ugat es in secr e tory

granul es and plasma m e mbran e of pancreatic acinar c e lls

of th e rat: D e mon s tration of m e mbrane h e t e rogene i ty Am

] Anat 1 85 :165- 1 7 6, 19 8 9 Cop y right © 1 9 8 9 Reprodu c ida

c on a utori za ció n d e Wil ey -Li ss, Inc , a sub s idia, y of J ohn Wile y & S o ns , 1 n c )

Se enfoca e l haz de electrones e n el espécimen mediant e

e l ec tro ma gnetos, que son análogos a las l e ntes condensa

e l ec trón

elec trón Es posible lle var a cabo un r egistro perman e nt e

de la imag en resultante sustituyendo la placa fluoresc e nt e

-crog rafía e n blanco y negro

La microscopia electrónica de barrido proporciona

una imagen tridimensional del espécimen

A difer encia de la microscopia electróni ca de tran

Introducción a la histología y técnicas histológicas básicas _ 9

A medida que e l ha z d e e lectron e s ex plora la superficie del objeto, se reflejan algunos ( electrones retrodispersos )

: ' se exp ul sa n otros ( e l ec trones secunda rio s) d es de la

capa de metal pesad o Los e le ctrones retrodisp e rsos y secundarios so n capturados por d e t ec tores de electrones

Técnica de fractura por congelación (criofractura)

La estruc tura macromolecular de las superficies int e nas de l a membrana se r eve la mediante el método de

r-fractura por congelación o crior-fractura ( fig 1-8 )

Los especíme ne s co n ge l ados con rapid ez que se trataron

en el espéc imen congelado una hoja de corte sumam e nte fría , fractura a lo lar go de planos de segmentación, que

so n r eg i ones de m eno r unión molecular; en la s células la

externa de la m embrana

La cara de la fra c tu ra se recubre en un áng ulo m e diant e

-cion es de platino e n un lad o de una proyección p e ro no e n

réplica de la su perfi c i e A co ntinua c ión se digi e r e e l t e jido

)' se examina la r éplica mediante mi c roscopia electrónica

•

Las células son las unidades funcionales básicas de los

-pan para formar tejidos Los cuatro tejidos básicos (epi

-telio, tejidos conectivos , músculo y tejido nervioso ) que

que a su vez se integran en sistemas La labor de cada

/

200 tipos diferentes de células, cada uno con una función

generales Cada célula está rodeada por una membrana

El protoplasma, la sustancia viva de la célula, se

del núcleo En este capítulo se detalla el citoplasma; el

El agua representa el mayor volumen del citoplasma y

citosol y contiene organelos, estructuras metabólicamente

citosqueleto

Cito asma

ORGANELOS

Los organelos son estructuras celulares metabólica mente activas que realizan funciones específicas

microscopia de luz, su estructura y función no se

técnicas de separación y procedimientos bioquímicos e

histoquímicos sensibles Como resultado de la aplicación

también proporciona áreas de superficie más grandes para las reacciones bioquímicas esenciales para la conservación

de la vida

La membrana celular forma una barrera permeable selectiva entre el citoplasma y el medio externo

(también conocida como membrana plasmática o malema ) que actúa para:

• Controlar movimientos de sustancias hacia el interior y

11

• Transferir señales físicas o químicas extracelulares a

fenómenos intracelulares

Las membranas celulares no son visibles con el mic

ros-copio de luz En micrografías electrónicas, el plasmalema

tiene alrededor de 7.5 nm de grosor y aparece como una

estructura trilaminar de dos líneas densas y delgadas , con

de un mon o (x 975 ) Obsé rv ese e l núcleo az ul y

e l c itoplasm a de co l or rosa Pu e d en

distinguir-se co n f ac ilid ad lo s límit es d e cé lul as indi dua l es

vi-un área lúcida intermedia Cada capa tiene alrededor de 2.5 nm de ancho y la estructura completa se conoce como

unidad de membrana (fig 2-7) La línea densa más interna (citoplásmica) es su hojuela más interna; la línea

densa externa es la hojuela externa

Composición molecular

El plasma lema se compone de una bicapa fosfolipídica

y proteínas integrales y periféricas relacionadas

de un mono ( x5 40 ) Obsérnv ese l as gacio n es en ramifi caci ón larg as (de ndritas) de

prolon-es tas células El núcleo está l oca li zad o e n la

po r ció n más ancha de la célula

Fig 2-3 Neuronas motoras d e m é dula es pinal humana ( X540 ) Estas

c é lulas nelviosas tienen múltipl es ramifi c aciones ( axones y dendritas )

: J issl (retículo e ndoplásmico rugoso )

y proteínas vinculadas , casi siempre en una proporción 1:1

Fig 2-4 Células caliciformes d e colon d e

cali-c iformes , se especializan en la secr ec ión d e

mucinó-ge no, qu e ocupa gran parte del volumen d e

la c é lula y a continuación lo liberan a la luz

del int es tino Durante el procesamiento d e l

,

v aCIOS

celulares ( fig 2-8 )

Cada molécula fosfolipídica de la bicapa lipídica

está compuesta por una cabeza polar, localizada en

la superficie de la membrana, y dos colas aciloadiposas

entre sí, que sostienen junta la bicapa Debido a que

la molécula fosfolipídica se conforma con una cabeza

hidrofílica y una cola hidrofóbica, se dice que la molécula

es anfl.pática

Las cabezas polares están integradas por glicerol, al cual están unidos grupos nitrogenados de carga positiva

celular también se encuentran otras moléculas anfipáticas ,

como glucolípidos y colesterol Las moléculas

Los componentes proteínicos del plasmalema abarcan la

o están unidas a la superfici e citoplásmica de la bicapa lipídica como proteínas periféricas Debido a que la mayor

de la membrana, también se denominan proteínas

están compuestas de aminoácidos hidrofílicos , mi e ntras

14 •• Citoplasma

Microvellosidades

Membrana plasmática

Retículo endoplásmico

liso

Envoltura nuclear

Aparato

de Golgi

Fig 2-5 Esquema tridimensional de una cé lul a id ea lizada, como se observa mediante micro scopia e l ec trónica Se muestran varios o r ga n e los

señalamiento particular es Una vez que se recon ocen

Glucocáliz

El glucocáliz, compuesto por lo general por cadenas

de carbohidratos, recubre la superficie celular

Fig 2-6 F ot omi c r og r a fía de un a cé lula

acin a r de l a g l á ndul a uretral de un rat ó n

qu e ilustra e l as pect o el e al gunos or gane l os

( X 1l 327 ) M , mito con elri a ; e, a par ato ele

se cre torios ; REIl , r et ícu l o e ndoplá s mi co

ru goso; CM , me mbr a n a cel ul a r ( T omaclo de

Parr MB , R e n HP , K e pple L , e t al: U lt ra es

-tructur e and morphometry of the ur et hraJ

g land s in n ormal , castr a t eel , mice Anat R ec

-pr eso c on aut or i zac ión el e vVil ey Li ss, 1n e , una

sub s idiaria el e John Wil ey & Son s , 1n c )

G

u

-En micrografías electrónicas d e la m e mbran a celular e s

evidente con fr ec u e ncia una capa ve ll osa , qu e se conoce

como capa celular o glucocáliz Por lo r eg ular , es ta

cubi e rta s e compone de cadenas d e carbohidratos unid as de

man e ra covalente a prot e ínas tran s membranal es, mol écu las

de fosfolípidos, o ambas , de la h o ju e la ex terna ( fig 2 - 8 )

Ad e más , tam bién co ntribu ye n a su formación algunas d e las

mol éc ulas de la matriz ex trace l ular , adsorbidas a l a s up e rfi c ie

c e lular Son variables su intensidad y g ro s or , p e ro pu e den

ser tan gruesas como 50 nm en algunas v aina s e pit e li a l e s ,

como las r eg ion es de r ec ubrimi e nto d e l sistema dig es ti v o

Debido a sus múltipl es grupos sulfato y ca rbo x il o de

car ga negati v a , e l glucocáliz se tiñ e int e n same nt e con

l ec tinas y co lorant e s, como e l rojo d e rut e nio y e l azul d e

Alsacia, qu e permit e n obs e rvarlas con micros cop ia d e luz

La función más important e d el g luco cá liz es proteg e r a

la cé lula d e la int e rac c i ón con prot e ína s inapropiad as y

l esiones químicas y físi cas Otra s fun c ion es d e la cubi e rta

celular inclu ye n e l recono c imi e nto y adh e ren c ia de cé lula

con célula , como ocurr e e ntre c é lulas e ndot e li a l es y n e

u-trófilos , e n la coagulación de la sangr e y e n reacciones

Proteínas de transporte de la membrana

Las proteínas de transporte de la membrana faci l itan

el movimiento de moléculas acuosas y iones a través del plasmalema

- M

- N

Au nque l os componentes hidrofóbicos de la m e mbrana plasm á tica limitan e l paso de mol éc ulas polares a trav és

de ella, la pr e sencia y actividades d e prot e ínas transmem

-branal e s esp ec ializadas fa c ilitan la transf e r e ncia d e estas

mol éc ulas hidrofíli cas a tra vé s d e es ta barrera Dichas

prot e ínas tran s membranal es y complejos proteínicos

for-man proteínas de canales y proteínas transportadoras,

que se rela c ionan e specíficamente con la tran s f e rencia

de i ones y m o lécul as pequ e ñas a través d e la membrana

plasm ática

A través d e la m e mbrana celular pu e d e n pasar unas

c uant as mol éc ulas apolares ( p ej., b e ncen o, oxígeno, nitró

-ge no ) y mol éc ulas polares s in carga ( como agua, g licerol )

mediante difusión s impl e co ntra sus gradi e nt es de con

-ce ntr ació n Sin embargo , incluso cua ndo so n impulsada s

por un g radi e nte d e c on cen traci ón, e l pa so d e la mayor

e-mu es tra l a s e s tru c tura s trilaminares d e las do s

m e mbranas c e lulare s ( X240 000 ) ( Tomad o

d e L e e s on TS , L ees on e R , Papparo AA:T extl

Atl a s of Hi s tolo gy Philad e lphi a, WB Saund e r s,

1988 )

part e d e los ion e s y mol éc ulas p e qu e ñas a trav és de una

m e mbran a requier e la ayuda d e prot e ínas d e tran s port e d e

la m e mbrana , s e a proteínas del c anal o prot e ínas

transpor-tadoras Este proce s o s e conoce c omo difusión facilitada

D e bido a que ambos tipos de difusión ocurr e n sin nin g ún

in g r e so d e en e rgía , apart e del inher e nte al g radi e nt e d e

con ce ntración , r e pr e s e ntan transporte pasivo ( fi g 2-11 )

M e diant e gasto de e nergía , las cé lula s pu e d e n transp o

r-tar iones y mol é culas pequ e ña s c ontr a su s g radi e nte s d e

conc e ntración Sólo las proteínas transport a doras pu e d e n

m e diar dicho transporte activo, qu e r e qui e r e e n e rgía Se

c om e ntan prim e ro las div e rsas proteínas d e canal e s qu e

participan e n l a difu s ión facilitada y post e riorm e nte s e

c onsideran las proteínas transportadoras más versátiles

de ácido graso

Glucoproteína

Cabeza polar

Proteínas de canales

Las proteínas de canales pueden controlarse

(con compuerta) o no (sin compuerta); son incapaces

de transportar sustancias contra un gradiente

Citoplasma

Hojuela

externa

Hojuela interna

Proteína integral

Fig 2-9 E s qu e ma de las caras E y P d e l a m e m brana celular

Las proteínas de los canales participan e n la formación

de poros hidrofílicos, denominados canales de iones , a

través del plasmalema A fin de formar c ana l es hidrofílicos ,

las proteínas se pliegan de tal modo qu e los aminoácidos

hidrofóbicos quedan colocados p e rif é ri c am e nte e int e rac

-túan con las colas aciloadiposas d e la s mol é culas fosfolipí

-dicas de la bicapa lipídica; los aminoácidos hidrofílicos v e n

hacia el interior y forman un recubrimi e nto polar int erno

para el canal

De los más de 100 tipo s difer e nt e s d e cana l es de iones,

algunos son específicos para un ion particular , pero otros

permiten e l paso de varios ion e s dif e r e ntes y

molécu-las pequeñas hidrosolubles Aunqu e e stos ion e s y moléculas

p e queñas siguen con gradient e s d e conc e ntración químicos

o electroquímicos para l a dirección d e su paso , las célula s

pos e en métodos para evitar qu e e stas sustancias pen e tr e n

e n estos túneles hidrofílicos m e diant e compuertas

con-trolables que bloquean su abertura Casi todos los canal e s

son canales con compuertas; sólo unos cuantos carec e n

Fig 2-10 R é plica de criofra c tura d e un a

me mbrana ce lular La cara E s e e ncu e ntra a

la d e r e cha y l a P a la izquierda (X 168000 )

( Tomado d e L ee son TS , Leeson eR , Papparo

AA:T e xt / Atlas of Hi s tology Philad e lphia , W13

S a und e r s , 1988 )

Citoplasma ••• 17

d e compuerta Los canal e s con compuerta se can d e acuerdo con e l m e canismo de control necesario para abrir la compuerta

con compuerta de voltaj e pasan d e la posición cerrada a

la abi e rta y permiten el paso d e iones de un lado de la

m e mbrana al otro El ej e mplo más común es la

despolari-z ación e n la transmisión d e impulsos nerviosos En algunos canal e s , como los canal e s d e N a +, la posición abierta

e s in e stabl e y el canal pasa d e abi e rto a una posición

ina c ti v a , e n la cua l se bloqu e a e l paso d e l ion y durante un

ti e mpo c orto ( unos cuantos milis e gundos ) no puede abrirs e

nu e vam e nt e la compu e rta Est e e s e l periodo refractario

( v é a se cap 9 en sistema n e rvioso ) También puede variar

la v e lo c idad de respuesta a la d e spolarización, y algunos d e

e stos c anal e s se denominan dependientes de la dad

qu e r e qui e ren la unión d e un ligando ( molécula de s e ña lami e nto ) a la proteína d e l canal para abrir su compuerta

-s e c ono ce n como canales con compuerta de ligando

A dif e r e ncia de lo s canal e s c on c ompuerta de vo ltaj e , estos canal e s p e rmanecen abi e rtos hasta qu e se disocia e l ligando

d e la prot e ína del canal ; s e d e nominan receptores ligados

e sta c ompuerta son neurotransmisor e s, en tanto que otros son nuc! e ótidos

-l e n e star localizados e n la m e mbrana postsináptica El

n e ur o transmisor se un e a un sitio e sp e cífico en la prot e ína

y alt e ra s u configuración mol e cular , abriendo por tanto

e l c anal o compuerta y p e rmiti e ndo la e ntrada de un ion

es p e cífi c o en la célula Algunos n e urotransmisores son

n e ur o transmisor e s excitador e s ( p e j , acetilcolina ) facili

-tan la d e spolarización; los n e urotransmisores inhibidor e s

fa c ilitan la hiperpolarización d e la m e mbrana

pasivo: difusión, difusión mediada por canal de ion y difusión mediada por transportador B ,

'0

~ -y -)

En los canales de compuerta de nucleótidos, la

de adenosina cíclico [cAMP] en receptores olfatorios

y monofosfato de guanosina cíclico [cGMP] en los

permite el flujo de un ion particular a través del canal

del ion

con compuerta mecánica se requiere una maniobra

interno Estas células, que se localizan en la membrana

matriz conocida como membrana tectorial El

movi-miento de la membrana basilar causa un cambio en la

el doblamiento de los estereocilios Esta deformación física

abre los canales de compuerta mecánica de los estereocilios

fenómeno genera impulsos que el cerebro interpreta como

sonidos

CANALES DE IONES CON COMPUERTA DE

del canal para abrirse o cerrarse

(voltaje) entre los dos lados de la membrana celular

Proteínas transportadoras