BIOLOGÍA CELULAR

Prof. Héctor Félix Reyes HernándezMáster en Educación y Formación Universitaria.

¿Cómo podemos estudiar las células y sus organitos?

¿Cuáles son los principios que permiten contrastar células y tejidos para el reconocimiento de sus características morfológicas y funcionales?

PREGUNTEMOS

TEMA

Técnicas de estudio celular: Microscopía. Técnicas de tinción. Métodos de ingeniería tisular (cultivo

celular, biomateriales)

•Que los alumnos conozcan: •Las partes y manejo del microscopio óptico

• Las técnicas de tinción fundamentales.

APRENDIZAJES ESPERADOS

A partir del estudio realizado

TRABAJO EN EQUIPOS

CONCLUSIONES

Se denomina técnica histológica al conjunto de operaciones a que se somete la materia organizada para posibilitar su estudio por medio del microscopio y poder lograr la observación de estructuras no visibles al ojo humano.

La metodología de estudio se divide en dos grupos:

1.- Examen inmediato o in vivo: tejidos y células vivas.

2.- Examen mediato o de post-mortem: tejidos y células muertas.

Técnicas de Estudio Celular

Instrumento indispensable para la observación de células y tejidos vivos o muertos.

El microscopio óptico está basado en lentes ópticas. También se le conoce como microscopio de luz, microscopio fotónico (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de campo claro.

El Microscopio

Sistema Mecánico Sistema de Iluminación Sistema óptico

Partes del Microscopio Óptico

Sistema Mecánico

Sistema de Iluminación

Sistema Óptico

Microscopio simple Microscopio compuesto Microscopio de fluorescencia Microscopio petrográfico Microscopio en campo oscuro Microscopio de contraste de fase Microscopio de luz polarizada Microscopio confocal

Tipos de Microscopio Óptico

Microscopio de luz ultravioleta:- La imagen se muestra con fosforescencia en fotografía o con un

escáner electrónico.- La imagen en el microscopio de luz ultravioleta depende de la

absorción de esa luz por las moléculas de la muestra.- Puede alcanzar una resolución de 100 nm.- La muestra no se puede observar directamente a través del ocular

porque la luz ultravioleta puede dañar la retina.- El método sirve para detectar ácidos nucleicos, proteínas que

contienen determinados aminoácidos. - Los elementos ópticos están hechos con cuarzo. Microscopio de campo oscuro: - Utiliza un haz enfocado de luz muy intensa en forma de un cono

hueco concentrado sobre el espécimen. - El objeto iluminado dispersa la luz y se hace visible contra el fondo

oscuro que tiene detrás. - Las porciones transparentes del espécimen quedan oscuras,

mientras que las superficies y partículas se ven brillantes. - Se utiliza para analizar elementos biológicos transparentes y sin

pigmentar, invisibles con iluminación normal, sin fijar la muestra, es decir, sin matarla.

Microscopio de contraste de fases: - Permite observar células sin colorear y resulta especialmente

útil para células vivas.- Aprovecha las diferencias de los índices de refracción en las

partes de la célula y muestra de tejido.- Las partes oscuras de la imagen corresponden a las porciones

densas del espécimen; las partes claras de la imagen corresponden a porciones menos densas.

- Se utilizan para observar células y tejidos vivos en cortes semifinos no coloreados.

Microscopios de luz polarizada: - Se les añade dos polarizadores (uno entre el condensador y la

muestra y el otro entre la muestra y el observador)- Se usa para ello es un cristal de cuarzo y un cristal de Nicol

dejando pasar sólo la luz que vibra en un único plano (luz polarizada).

- Se usa para poder identificar mejor sustancias cristalinas o fibrosas como el citoesqueleto, colágeno, queratina, y otras.

Microscopio Electrónico

Utiliza electrones en lugar de fotones o luz visible para formar imágenes de objetos diminutos.

Capacidad de aumento muy superior a los microscopios convencionales.

Haz de electrones generados por un cañón electrónico, acelerados por un alto voltaje y focalizados por medio de lentes magnéticas.

Los electrones atraviesan la muestra (debidamente deshidratada) y la amplificación se produce por un conjunto de lentes magnéticas.

La imagen se proyecta sobre una placa fotográfica o sobre una pantalla sensible que transfiere la imagen formada a la pantalla de un ordenador.

Sólo se puede ver en blanco y negro, puesto que no utilizan la luz, pero se le pueden dar colores en el ordenador.

Existen dos tipos de M/E: de trasmisión y de barrido

Microscopio Electrónico

Lo característico de este microscopio es el uso de una muestra ultrafina y que la imagen se obtenga de los electrones que atraviesan la muestra.

La muestra se corta en capas finas, no mayores de un par de miles de ángstroms.

1 Å= diezmillonésima de 1 mm. 1 nm = 1x10-9 m (millonésima parte de 1 mm) 1 µm = 0,001 mm = 1 × 10-3 mm Se corta con un ultramicrótomo. Entre otras cosas, se utiliza en microbiología,

para observar la estructura de los virus.

M/E de Trasmisión

Gran profundidad de campo (foco) Produce imágenes de alta resolución.

(examen de características espacialmente cercanas y con alta magnificación)

Capaz de mostrar figuras tridimensionales, proyectados en una imagen de TV o una imagen digital.

Su resolución está entre 3 y 20 nm en dependencia del microscopio..

M/E de Barrido

El mismo generalmente puede provenir de:

- Biopsias quirúrgicas.- Material obtenido de necropsias.- Utilización de animales de laboratorio.- Estudios experimentales en animales y

vegetales.- Material obtenido por cultivo de tejidos.- Frotis o extendidos

Obtención del material histológico

Pasos de la técnica histológica.- Obtención del material histológico- Proceso de Fijación (formol)- Deshidratación (alcohol)- Aclaramiento (xilol)- Impregnación del medio de inclusión- Obtención de cortes- Proceso de coloración- Montaje final

Examen Mediato o Post-Mortem

La coloración es la propiedad que tienen todos los tejidos para incorporar y fijar de modo variable diversas sustancias (colorantes). Según su afinidad tisular son:

- Colorantes Básicos: poseen carga global positiva (catiónicos), reaccionan con los componentes aniónicos de las células. Ej. Hematoxilina.

- Colorantes Ácidos: poseen carga global negativa (aniónicos), reaccionan con los componentes catiónicos de las células. Ej. Eosina.

- Colorantes neutros: su carga global es neutra. Propiedad de colorear junta o separadamente diversas estructuras. Ej. Giemsa.

- Colorantes metacromáticos: colorantes básicos. Producen tonos de color totalmente distintos al que se espera por el colorante empleado. Ej. Azul de Toluidina, Azul de Metileno.

- Colorantes Indiferentes: no poseen carácter ácido, básico o salino definido. Colorean mediante impregnación. Ej.Sudanes.

- Coloración con PAS (ácido periódico-Shiff): se usa para determinar la presencia de macromoléculas ricas en glúcidos como glucógeno, glucoproteínas y glucosaminoglucanos.

- Coloración con Azán: (tricrómica): se obtiene tres colores diferentes: Azul oscuro en los núcleos; rojo en el músculo, queratina y citoplasma celular, y azul claro en el mucinógeno y colágeno, o sea en el tejido conjuntivo.

- Coloración con metales: actúan impregnando a ciertos componentes celulares. Se usan para demostrar aparato de Golgi, y las neurofibrillas. Ej. Sales de Plata.

Coloración de la Muestra

El cultivo de tejidos = métodos de estudio más importantes para el estudios de poblaciones celulares fuera del organismo.

Debe tener un medio nutritivo adecuado ya que es de vital importancia para obtener un resultado exitoso.

Para evitar la desecación se agregan líquidos como suero sanguíneo y suero fisiológico a temperatura semejante a la del animal.

El cultivo de tejidos es uno de los métodos de estudio más importantes para el estudios de poblaciones celulares fuera del organismo.

Se puede dividir en tres categorías: - El cultivo de células aisladas. - El cultivo de tejido. - El cultivo de órganos.

Examen Inmediato: Cultivo

Usado para investigar la bioquímica y fisiología de organelos fuera del ambiente complejo de la célula.

La técnica se inicia con la homogeneización. El tejido se tritura en un homogeneizador de manera que las células se comprimen y se libera su contenido.

Dichos tejidos para el fraccionamiento celular, primero se debe suspender en un medio apropiado(una solución amortiguadora, salina ó azúcar isotónica). Para mantener la integridad de los organelos y enzimas durante el procedimiento de la fraccionación , todas las soluciones y cristalería debe mantenerse frías.

Lo que luego se hace con ese extracto es someterlo a diferentes centrifugaciones a diferentes velocidades y tiempos, de manera que obtenemos fracciones enriquecidas de los distintos orgánulos.

Se observa en el microscopio donde se puede utilizar tinciones.

Fraccionamiento Celular

¿Qué son y cual es la función que tienen los biomateriales odontológicos?

Biomateriales

Hoy en día, en el campo de los denominados biomateriales, el material utilizado en odontología representa una categoría muy representativa, con un rango de servicio muy extenso. Es un término relativamente nuevo, y muchos especialistas en el tema excluyen a los materiales de odontología tradicionales, incluyendo exclusivamente en esta clasificación los materiales para implantes dentales y las prótesis maxilofaciales. Nuestra criterio al respecto, en concordancia con el de otros autores como R. Van Noort, detalla a los materiales dentales como un grupo especial de los biomateriales.

Biomateriales

material no biológico designado para interactuar con sistemas biológicos

Campos más relevantes en los que se usan

Restauración

Implantes estructura

les

amalgamas, composites, aleaciones para prótesis, porcelana dental, cementos dentales y materiales de impresión entre otros

implantes dentales, prótesis

articulares y maxilofaciales.

FIN

BIBLIOGRAFÍA

Histología, Embriología e Ing. Tisular Bucodental, Gómez de Ferrari. 3ra. Ed. 2009. Capítulo 2: Pág. 14 - 25

Lectura recomendada: Fundamentos de Biología celular y

molecular. De Robertis 2004 Capitulo 23: Los métodos de estudio

en biología celular. Pág., 401 - 418

Histología, Embriología e Ing. Tisular Bucodental, Gómez de Ferrari. 3ra. Ed. 2009. Capítulo 2: Pág. 14 - 25Lectura recomendada:Fundamentos de Biología celular y molecular. De Robertis 2004Capitulo 23: Los métodos de estudio en biología celular. Pág., 401 - 418

Histología, Embriología e Ing. Tisular Bucodental, Gómez de Ferrari. 3ra. Ed. 2009. Capítulo 2: Pág. 14 - 25Lectura recomendada:Fundamentos de Biología celular y molecular. De Robertis 2004Capitulo 23: Los métodos de estudio en biología celular. Pág., 401 - 418

Orientaciones para la próxima actividad

• Explique la organización general de la célula eucariota. y argumente, de forma general, las relaciones

morfofuncionales de los componentes estructurales de la misma.

• La membrana plasmática se comporta fisiológicamente como una estructura fluida. Aborde, en sentido general, las funciones que realiza la membrana bajo este concepto.

• Crecimiento y reproducción, absorción y asimilación son propiedades fisiológicas del protoplasma celular que se pueden analizar como dos pares. Explique cada una de estas propiedades y la estrecha relación que se presenta en cada uno de los pares planteados.

• Explique mediante ejemplos las siguientes propiedades fisiológicas del protoplasma:

a) Secreción y excreción, definiendo las diferencias conceptuales.

b) Irritabilidad y conductibilidad.