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Histología: Resumen General 2016 La Fe crea confianza, nos da paz mental y libera al alma de sus dudas, preocupaciones, ansiedad y miedos. Ten fe, esperanza y optimismo en vos mismo y en todos los proyectos que quieras emprender! Pero no te asustes cuando dudes, simplemente desea las cosas de todo corazón y lleno de fe porque “Querer es poder” Kevin Martinez martinezkevin0211@gmail.com Primer Bloque 1 Índice Nota: Haciendo Clic sobre un título accederá rápidamente hacia la sección deseada Técnica Histológica – Apo 0 3 Tejido Epitelial – Apo 1 9 Epitelios de revestimiento 17 Tejido Epitelial Glandular – Apo 2 22 Epitelios Sensoriales 32 Tejido conjuntivo I – Apo 3 34 Tejido conjuntivo Especializado: Tejido Adiposo 36 Tejido conjuntivo II – Apo 4 46 Tejido conjuntivo Especializado: Tejido Cartilaginoso 46 Tejido conjuntivo Especializado: Tejido Óseo 53 Tejido Sanguíneo – Apo 5 71 Tejido y Sistema Nervioso – Apo 6 81 Tejido Muscular – Apo 7 98 Tejido Cardiovascular – Apo 8 106 Tejido linfático y Sistema inmune – Apo 9 113 Este resumen continua con el 2do bloque, y lo pueden descargar libremente. Link: https://goo.gl/a0YdQq c c 2 Técnica Histológica – Apo 0 Planos de corte histológico: Corte longitudinal: Es el corte que se hace paralelo a la mayor dimensión de la estructura. Corte transversal: Es el corte que se hace de manera perpendicular al eje longitudinal de la estructura. Corte tangencial: Es el corte que se realiza tocando apenas la superficie de la estructura; también se le denomina rasante. Corte oblicuo: Cuando se corta la estructura en un ángulo que esté comprendido entre los dos planos anteriores (longitudinal y transversal). 3 4 Estructuras cilíndricas En Biología, el lumen, usualmente denominado luz , es el espacio interior de una estructura tubular, como en una arteria o intestino. El lumen puede ser también el espacio interno de un componente o estructura celular, como el retículo endoplasmático. Ejemplos El interior de un vaso, es decir, el espacio central de una arteria o vena por el cual fluye la sangre. A menudo se denomina luz del vaso. El interior del tracto gastrointestinal (luz gástrica, lumen duodenal, etc.). Las vías bronquiales de los pulmones. El interior de los ductos urinarios. 5 Técnica Histológica: Coloración Concepto de basofilia y acidofilia Basofilia Se define como basofilia, a la afinidad de ciertas estructuras celulares y tisulares de naturaleza acida por colorantes basicos. Por ejemplo, el núcleo celular en donde se encuentran los ácidos nucleicos ADN y ARN y el citoplasma rico en ARN ribosomal de las células plasmáticas y otras células secretoras de proteínas, son considerados basófilos. Acidofilia o eosinofilia Por el contrario, la acidofilia se define como la afinidad que poseen ciertas estructuras celulares y tisulares, por lo general de naturaleza básica por colorantes ácidos. Por ejemplo, algunos gránulos secretorios y las proteínas citoplasmáticas se comportan como bases al pH en el que se realiza la coloración, por lo que son afines al colorante ácido y por lo tanto considerados acidofilos. En el siguiente cuadro se resumen los conceptos previamente expuestos aplicados a la técnica de coloración de rutina con hematoxilina y eosina: 6 Artefactos producidos por errores en la técnica En los cortes histológicos es común encontrar algunos artefactos producto de errores cometidos en alguno/s pasos de la técnica. Dichos errores pueden producirse aun teniendo los cuidados necesarios en cada uno de ellos. A continuación se ejemplifican algunos de los artefactos más frecuentes y que ayudaran a reconocerlos como tales. 7 8 Tejido Epitelial – Apo 1 El epitelio es el tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí, que puestas recubren todas las superficies libres del organismo, y constituyen el revestimiento interno de las cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo, así como forman las mucosas y las glándulas. Los epitelios también forman el parénquima de muchos órganos, como el hígado. Ciertos tipos de células epiteliales tienen vellos diminutos denominados cilios, los cuales ayudan a eliminar sustancias extrañas, por ejemplo, de las vías respiratorias. El tejido epitelial deriva de las tres capas germinativas: ectodermo, endodermo y mesodermo. Origen embriológico Estas células provienen de tres hojas germinales: Del ectodermo proviene la mayor parte de la piel y revestimiento de las cavidades naturales (ano, boca, fosas nasales, poros de la piel). Del endodermo el epitelio de casi todo el tubo digestivo y el árbol respiratorio, también el hígado y páncreas. Del mesodermo todo el epitelio restante como el de los riñones y órganos reproductores. Características 1. Cohesión celular El epitelio constituye un conjunto de células muy unidas entre sí, gracias a uniones intercelulares que son: Uniones estrechas: crean una barrera de impermeabilidad impidiendo el libre flujo de sustancias entre células. Zonula adherens: unen los citoesqueletos de actina de células adyacentes. Desmosomas: unen los citoesqueletos de filamentos intermedios de células adyacentes. 2. Presencia de lámina basal Los epitelios están sujetos a una membrana basal, compuesta de una lámina lúcida y lámina densa que forman la lámina basal, y esta lo tapiza en toda su longitud basal y lo separa del tejido conectivo. La lámina lúcida está compuesta de un material electrodenso. La lámina densa tiene un espesor entre 50 a 80 nanómetros. Está formada por una asociación de colágeno tipo IV con glucoproteínas. La lámina densa no es visible al microscopio óptico, aunque la membrana basal sí con coloraciones de PAS y plata. La lámina basal descansa sobre una lámina reticular de fibras de colágeno tipo I y III. La unión entre las células epiteliales y la lámina basal se da gracias a los hemidesmosomas. 3. Tejido avascular El epitelio no posee vasos sanguíneos, por lo que no tiene irrigación sanguínea propia. Su metabolismo depende de la difusión de oxígeno y metabolitos procedentes de los vasos sanguíneos del tejido conectivo de sostén, que está por debajo de la membrana basal. 9 4. Polarización Las células epiteliales están polarizadas en la mayoría de los casos, es decir, tienen: Un polo luminal o apical cuya superficie está en contacto con el exterior del cuerpo o con la luz del conducto o cavidad. Las especializaciones apicales son modificaciones que comprenden a la membrana citoplasmática y a la porción apical del citoplasma. Microvellosidades: Son expansiones citoplasmáticas cilíndricas limitadas por la unidad de membrana cuya principal función es aumentar la superficie de absorción. Estereocilias: Son microvellosidades largas que se agrupan en forma de manojos piriformes. Son inmóviles, estarían relacionados con la absorción y transporte de líquidos. Se ubican en el epitelio del epidídimo o plexos coroideos. Cilios: Formaciones celulares alargadas dotadas de movimiento pendular u ondulante. Son más largas que las microvellosidades. Flagelos: Su estructura es semejante a la de una cilia aunque de longitud mayor. Un polo basal cuya superficie está en contacto y paralela a la lámina basal sobre la que se apoya la célula. Pueden existir: Invaginaciones: Son repliegues de la membrana más o menos profundos que compartimentan el citoplasma basal. Hemidesmosomas: Son desmosomas monocelulares que posibilitan la unión del epitelio a la lámina basal. Esta polaridad espacial afecta a la disposición de los orgánulos y a las distintas funciones de las membranas en las distintas superficies celulares. 5. Regeneración Los epitelios están en continua regeneración: Las células epiteliales tienen un ciclo celular de corta duración, debido al desgaste continuo al que están sometidas. Por cada célula madre que se divide, sobrevive una que continúa dividiéndose y otra que sufrirá el proceso de diferenciación celular y especialización, hasta envejecer y morir por apoptosis. 6. Desarrollo embrionario de los epitelios Los epitelios son los primeros tejidos que aparecen en la ontogenia, pudiendo derivar de cualquiera de las tres hojas o capas celulares que constituyen el embrión: mesodermo, ectodermo o endodermo. Los epitelios derivados del mesodermo que revisten las cavidades celómicas (cavidades pulmonares, cavidad cardíaca y abdomen) se llaman mesotelios y los que tapizan los vasos sanguíneos: endotelios Todas las sustancias que ingresan o se expulsan del organismo deben atravesar un epitelio. La mayoría de los tumores malignos se originan en los epitelios y se denominan carcinomas. 10 Funciones Protección Los epitelios protegen las superficies libres contra el daño mecánico, la entrada de microorganismos y regulan la pérdida de agua por evaporación, por ejemplo la epidermis de la piel. Secreción de sustancias Por ejemplo el epitelio glandular. Adquiere la capacidad de sintetizar y secretar moléculas que producen efecto específico. Absorción de sustancias Por ejemplo los enterocitos del epitelio intestinal, que poseen: o Estereocilios (Estereocilio), que son unas expansiones filiformes largas carentes de movimiento situadas en el polo luminal que parecen contribuir a la absorción. Los esterocilios están formados por un haz central de filamentos de actina y un fieltro terminal de proteínas. Se caracterizan por tener asociada una proteína que une el filamento delgado con la membrana estereociliar llamada erzina. o Microvellosidades, que son unas expansiones cilíndricas de la membrana del polo luminal que aumentan la superficie de las células intestinales. Están formados por: a) Un haz de 25-35 filamentos de actina en el eje, b) Vilina, un polipéptido que mantiene unido el haz de actina, c) Fieltro terminal de anclaje en la vaso (miosina, tropomiosina y otros polipéptidos). o Numerosas enzimas indispensables para la digestión y el transporte de diversas sustancias. Recepción sensorial Los epitelios contienen terminaciones nerviosas sensitivas que son importantes en el sentido del tacto en la epidermis, del olfato en el epitelio olfativo, del gusto en epitelio lingual y forman los receptores de algunos órganos sensoriales. Excreción Es la función que realiza los epitelios glandulares. Transporte Es una de las funciones que realizan el epitelio respiratorio al movilizar el moco al exterior mediante el movimiento de los cilios, o el epitelio de las trompas de Falopio, al transportar el cigoto al útero. 11 Clasificación Según la función del epitelio Epitelio de revestimiento o pavimentoso: Es el que recubre externamente la piel o internamente los conductos y cavidades huecas del organismo, en el que las células epiteliales se disponen formando láminas. Epitelio glandular: Es el que forma las glándulas y tiene gran capacidad de producir sustancias. Epitelio sensorial: Contiene células sensoriales y en una forma epitelial adicional. Epitelio respiratorio: De las vías aéreas. Epitelio intestinal: Contiene células individuales con función sensorial específica. Según la forma de las células epiteliales Epitelios planos: Formado por células planas, con mucho menos altura que anchura y un núcleo aplanado. Epitelios cúbicos: Formado por células cúbicas, con igual proporción en altura y anchura y un núcleo redondo. Epitelios cilíndricos: Formado por células columnares, con altura mucho mayor que la anchura y un núcleo ovoide. Según el número de capas de células que lo formen Epitelio simple: Formado por una sola capa. Epitelio estratificado: Formado por más de 1 capa, las cuales están ordenadas, con varias líneas de núcleos. Epitelio pseudoestratificado: Formado por una capa de células de forma desordenada. 12 Epitelio simple El epitelio está formado por una sola capa de células y todos los núcleos celulares están a la misma altura. Los epitelios simples pueden ser: Epitelio simple plano Este epitelio está compuesto por una capa única de células planas firmemente unidas. Las células presentan un núcleo prominente y aplanado, por lo que es difícil observarlo. Se encuentra en los vasos sanguíneos y linfáticos (endotelio vascular), en la cubierta del ovario, en los alvéolos pulmonares, el asa de Henle, la cápsula de Bowman y también el mesotelio de las serosas. Se adapta a funciones de revestimiento y desplazamiento de las superficies entre sí. Su función principal es de intercambio y lubricación. Epitelio simple cúbico Las funciones del epitelio simple cúbico más importantes son la absorción y secreción. La capa de células unidas de forma cúbica con un núcleo redondo ubicado en el centro, reviste los ductos de muchas glándulas endocrinas (tiroides, por ejemplo), así como los ductos del riñón (túbulos renales) y la capa germinativa de la superficie del ovario. Epitelio simple cilíndrico Sus funciones son la absorción y secreción por ejemplo el revestimiento del tracto digestivo desde el cardias, en el estómago, hasta el ano, vesícula biliar y conductos mayores de las glándulas. Las células cilíndricas presentan un núcleo ovoide a un mismo nivel. Pueden presentar un borde estriado o microvellosidades. El epitelio columnar simple que reviste el útero, oviductos, conductos deferentes, pequeños bronquiolos y senos paranasales es ciliado. 13 Epitelio estratificado El epitelio estratificado es una clase de epitelio formado por varias capas celulares. Se denominan según la forma de las células superficiales, pudiendo ser estratificados planos, estratificados cúbicos y estratificados cilíndricos sin aludir a las formas celulares de los otros estratos. Las superficies sin queratina deben permanecer humedecidas por secreciones corporales para prevenir que se sequen y mueran, mientras que las superficies queratinizadas se mantienen hidratadas y protegidas por la queratina. Epitelio estratificado plano Existen 2 tipos según la presencia o ausencia de queratina: Epitelio plano estratificado queratinizado: Es el que forma la epidermis de la piel, en el que las células más superficiales están muertas y cuyo núcleo y citoplasma ha sido reemplazado por queratina, que forma una capa fuerte y resistente a la fricción, impermeable al agua y casi impenetrable por bacterias, adaptándose a funciones de protección. Epitelio plano estratificado no queratinizado: Presenta varias capas de células planas, de las cuales, las más superficiales presentan núcleo y las más profunda está en contacto con la lámina basal. Las más profundas son cuboides, las del medio poliédricas y las de la superficie son planas. Este tipo de epitelio lo encontramos en las mejillas, la faringe, el esófago, etc. 14 Epitelio estratificado cilíndrico Tiene funciones de protección y es poco frecuente. Se localiza en pequeñas zonas de la faringe, en algunas partes de la uretra masculina, en algunos de los conductos excretorios mayores y en la conjuntiva ocular. Normalmente la capa basal se compone de células bajas de forma poliédricas regular, y solo las células superficiales son cilíndricas. Epitelio cúbico estratificado Solo se encuentra en los conductos de glándulas sudoríparas y consta de dos capas de células cúbicas siendo las más superficiales de menor tamaño. 15 EPITELIO PSEUDOESTRATIFICADO Son aquellos epitelios en que todas las células hacen contacto con la lámina basal, pero no todas alcanzan la superficie, por lo que en realidad son epitelios simples, con varios tipos de células dispuestas en una sola capa, pero con sus núcleos a diferentes niveles, dando el falso aspecto de tener varias capas. Las células que no llegan a la superficie tienen una base ancha con un extremo apical estrecho, en cuanto a las que llegan tienen una base estrecha y el extremo apical ancho. Encontramos este tejido en la uretra masculina, epidídimo y grandes conductos excretores. El más distribuido de epitelio pseudoestratificado es el tipo ciliado encontrado en la mucosa de la tráquea y bronquios primarios, el conducto auditivo, parte de la cavidad timpánica, cavidad nasal y el saco lagrimal. 16 Epitelios de revestimiento Los epitelios de revestimiento forman una capa que tapiza las superficies externas (piel, pulmones o aparato digestivo) e internas (vasos sanguíneos, linfáticos y pleuras). Cuando recubren cavidades serosas del organismo como las pleuras se denominan mesotelios, pero cuando recubren la parte interna de los vasos sanguíneos o linfáticos se llaman endotelios. Los epitelios de revestimiento se caracterizan por poseer muy poca matriz extracelular y sus células están fuertemente unidas por complejos de unión. A pesar de que mantienen una gran estabilidad en su estructura, los epitelios de revestimiento poseen una alta tasa de renovación celular debido a la proliferación de las células progenitoras que poseen y a una muerte celular continuada. Pueden presentar especializaciones celulares que les permiten ser receptores sensoriales y, según los organimos, desarrollar estructuras complejas como pelos, plumas o escamas. Endotelio Es un tejido que recubre la zona interna de todos los vasos sanguíneos, incluido el corazón, donde se llama endocardio. Ha dejado de considerarse una simple barrera que contiene al plasma y a las células de la sangre, que permite el intercambio de nutrientes y desechos total en un adulto de 70 kilogramos, tiene una longitud de 50 micrómetros y un ancho promedio de 10 micrómetros. Sus células consumen gran cantidad de energía debido a su activo metabolismo. La superficie de las células endoteliales está recubierta de receptores que permiten al endotelio realizar múltiples funciones, las cuales se encuentran en continua investigación. Por eso la disfunción endotelial es la responsable de numerosas enfermedades como la arteriosclerosis, la hipertensión arterial, la sepsis, la trombosis, la vasculitis, hemorragias, etc. Mesotelio Es una membrana que forma el recubrimiento de varias cavidades corporales: la pleura (cavidad torácica), el peritoneo (cavidad abdominal incluyendo el mesenterio) y el pericardio (epitelio de recubrimiento en el corazón). El tejido mesotelial también recubre los órganos reproductivos masculinos y femeninos internos, como la túnica vaginal de los testículos y la túnica serosa del útero. Se denomina mesotelio visceral al que recubre los órganos internos, mientras que la que recubre las paredes del cuerpo se denomina mesotelio parietal. Clasificación Los epitelios de revestimiento se clasifican según el número de capas celulares que presentan y la forma celular de la capa más apical. En los epitelios simples, constituidos por una sola capa de células, todas las células contactan con la lámina basal y también forman la superficie libre del epitelio. Las células pueden ser aplanadas, cúbicas (igual de anchas que de altas) o prismáticas (más altas que anchas). En los epitelios pseudoestratificados todas las células contactan con la lámina basal, pero no todas alcanzan la superficie libre del epitelio puesto que unas son más altas que otras. Éste es un epitelio simple con apariencia de estratificado. Los epitelios estratificados poseen dos o más capas de células en las que sólo una de las capas contacta con la lámina basal, mientras la capa más superficial forma la superficie libre. Los epitelios también se clasifican en planos, cúbicos o prismáticos, según la forma de las células del estrato que delimita el espacio libre del epitelio. Los epitelios de transición tienen más de una capa de células pero su aspecto cambia dependiendo del estado en que se encuentre el órgano que tapizan. 17 Esquema de los diferentes tipos de epitelios de revestimiento. Epitelios de revestimiento planos Están formados por células aplanadas a modo de mosaico. Epitelio simple plano de un vaso sanguíneo Epitelio estratificado plano queratinizado de la piel Epitelio estratificado plano del esófago 18 Epitelios de revestimiento cúbicos Están formados por células que suelen ser igual de altas que de anchas. Epitelio simple cúbico de un conducto excretor de una glándula. Epitelio estratificado cúbico de un conducto excretor de una glándula. Epitelios de revestimiento cilíndrico Están formados por células más altas que anchas. Epitelio simple cilindrico de la vesícula biliar Epitelio estratificado cilindrico de la uretra Epitelios de revestimiento de transición Están formados por células que cambian de forma cuando el epitelio se contrae o distiende. Epitelio de transición contraído de la vejiga urinaria Epitelio de transición distendido de la vejiga urinaria 19 Epitelios de revestimiento pseudoestratificados Están formados por células que disponen sus núcleos a distinta altura pero todas las células tienen su membrana citoplasmática en contacto con la lámina basal. Epitelio pseudoestratificado ciliado de la tráquea Revistiendo el lumen de la tráquea Definición: Lámina basal y La membrana basal La lámina basal es una especialización de la matriz extracelular, que se ubica entre el epitelio y el tejido conjuntivo subyacente. Las moléculas que la forman son sintetizadas, en forma conjunta, por las células epiteliales y las células conjuntivas subyacente. Al microscopio electrónico solo es visible la membrana basal, no la lamina basal. Al microscopio de transmisión la lámina basal aparece formada por la lámina densa, delgada capa amorfa que sigue estrechamente el contorno basal de la célula y que aparece separada de la superficie celular por la lámina lúcida o rara. Por debajo de la lámina basal, existe una capa de grosor variable llamada lámina reticular, formada, principalmente, de fibrillas reticulares sintetizadas por células conjuntivas. La asociación de la lámina basal con estas fibrillas colágenas se denomina membrana basal la que es visible al microscopio de luz u óptico. 20 LA MEMBRANA BASAL El límite entre el epitelio y el tejido conectivo subyacente está definido por una membrana acelular y avascular llamada Membrana Basal. Esta membrana tiene grosores varios, y muchas veces se vuelve visible al microscopio óptico teñido con la técnica de H y E como un engrosamiento eosinófilo que limita el epitelio con el conectivo. Si bien existen múltiples formas y localizaciones, la membrana basal está conformada por dos capas bien definidas: Lámina Basal Lámina Reticular LAMINA BASAL La lámina basal es una estructura principalmente proteica de 40 a 60 nanometros de espesor y que está compuesta por dos capas: Lámina Lúcida o Rara Ubicada en contacto con la cara basal del epitelio. Contiene Perlecano (proteoglucano), Colágeno IV, Laminina y Heparán Sulfato. Lámina Densa Ubicada por debajo de la lámina lúcida; contiene Fibronectina, Colágeno IV, V y VII y Heparan sulfato. Existe una molécula más llamada Entactina, pero que se desconoce aún la ubicación dentro de la lámina basal de la membrana basal LAMINA RETICULAR Conformada por fibras reticulares (colágeno tipo III). 21 Tejido Epitelial Glandular – Apo 2 El epitelio glandular deriva de un epitelio de recubrimiento, el que se profundiza en el tejido conectivo y origina una glándula. Las glándulas que vacían su contenido a través de un conducto a una cavidad o superficie externa, se conocen como glándulas exocrinas. Se distinguen en ellas una porción secretora o adenómero y un sistema ductal o excretómero. Los epitelios glandulares presentan algunas características semejantes a los epitelios de revestimiento: Cara lateral: posee complejos de unión. Cara basal: posee hemidesmosomas a M.B. Cara apical: puede tener microvellosidades. Si una glándula pierde la conexión con el epitelio de origen, se origina una glándula endocrina. No posee adenómeros ni excretómeros. El citoesqueleto y los medios de unión están presentes, como en las glándulas exocrinas. Las glándulas son de origen ectodérmico, como todo epitelio. En el transcurso del desarrollo embriológico de un individuo, el origen y diferenciación de las glándulas, se produce mediante un crecimiento celular localizado en una lámina epitelial, éste crece y se introduce en el tejido conjuntivo subyacente, interactúan mutuamente a través de procesos de inducción embrionaria y continúan su desarrollo con la intervención de mecanismos de diferenciación celular. Si el destino de este crecimiento epitelial es transformarse en una glándula exocrina, mantendrá su comunicación con el epitelio que le dio origen a través de un sistema de conductos; en cambio, si va a constituir una glándula endocrina, entonces la relación con el epitelio se interrumpe y la unidad secretora quedará aislada del epitelio superficial, rodeada por tejido conjuntivo y con la presencia de una apreciable cantidad de vasos sanguíneos Los epitelios glandulares, denominados también glándulas, están integrados por células que poseen como función principal la síntesis y secreción de sustancias. Las sustancias elaboradas poseen estructuras químicas diferentes a la del plasma sanguíneo o del líquido intercelular. Las células epiteliales glandulares transforman compuestos de bajo peso molecular, mediante síntesis, en macromoléculas específicas. En la mayoría de los casos los productos sintetizados se acumulan en el citoplasma bajo la forma de pequeñas vesículas esféricas denominadas “gránulos de secreción”. La liberación de la secreción se efectúa bajo señales o estímulos específicos nerviosos u hormonales. La síntesis y secreción del producto elaborado requiere de utilización y gasto de energía. Las glándulas exocrinas o endocrinas se originan siempre a partir de una superficie epitelial. 22 Clasificación de las glándulas exocrinas A) Dependiendo hacia donde vierten su producto de secreción. De secreción externa o exocrinas Liberan su producto elaborado a través de un sistema de conductos epiteliales hacia una superficie externa (piel: glándulas sudoríparas o sebáceas) o, a una superficie epitelial interna ( cavidad bucal: glándulas salivales; lumen del estómago: glándulas gástricas). Por lo tanto, las glándulas exocrinas están constituidas por una porción secretora y otra conductora. De secreción interna o endocrinas Secretan el producto sintetizado directamente a la sangre (glándulas hipófisis, tiroides, suprarrenales, etc.), al tejido intersticial o las transfieren directamente a células vecinas: secreción paracrina (células enteroendocrinas del intestino). B) Por el número de células que constituyen la unidad secretora. Unicelulares A pesar que en sentido estricto se define a una glándula como un conjunto de células epiteliales secretoras, se considera, en ciertos casos, a una sola célula como una glándula, por ejemplo la célula caliciforme o algunas células neuroendocrinas, Estas “glándulas” suelen estar incluidas en un epitelio de revestimiento (epitelio intestinal, traqueal o bronquial), o en epitelios estratificados de ciertos conductos mayores de secreción, por ejemplo los conductos de las glándulas salivales parótidas y submaxilares. Fotomicrografías que representan a células caliciformes (glándula unicelular); A) Célula caliciforme en el epitelio de una vellosidad intestinal, coloración H-E. B) Célula caliciforme teñida con la técnica histoquímica del Azul Alciano + rojo nuclear. 23 Pluricelulares En la gran mayoría de los casos, las glándulas son pluricelulares, es decir, están integradas por un conglomerado de células secretoras organizadas para formar órganos definidos y de diversos tamaños. Sin embargo, existen excepciones como el conjunto de células secretoras que constituyen las denominadas líneas epiteliales secretoras como el epitelio de la mucosa gástrica o las intraepiteliales, como las glándulas mucosas de la piel de peces y anfibios o las glándulas de Litré que se localizan en el epitelio de la uretra membranosa y peneana del hombre Representación esquemática y fotomicrografía de una glándula pluricelular intraepitelial. A) Epitelio traqueal. B) Epitelio de la uretra peneana intrapélvica. La flecha señala una glándula intraepitelial. Tricrómico de Masson. 24 C) Según la morfología del adenómero: Tubular El lumen posee un diámetro similar entre el excretómero y el adenómero. Existen 2 tipos: rectilíneas (gl. fúndicas gástricas) y gromerulares o enrolladas (Ej. sudoríparas). Acinar El adenómero también esférico, presenta un lumen pequeño. Drenan a tubos o lúmenes de órganos o cavidades internas. Ej. Glándulas del tracto respiratorio, esofágicas, parótida, páncreas exocrino. 25 Alveolar En un corte transversal del adenómero se observa un lumen amplio, con un diámetro mayor que el excretómero. Su forma es esférica. Drenan su secreción hacia el exterior del cuerpo. Ej. Glándula sebácea, mamaria y ceruminosa. D) Según la forma y distribución de los conductos excretores: 26 Ejemplo Tubular Compuesta Tubular Compuesta Resaltada Tubular Compuesta sin resaltar Por favor para ver más ejemplos de cortes histológicos simples y compuestos Ingresar Acá 27 F) Según la composición del producto segregado Serosas Las características microscópicas de las células corresponden a aquellas que sintetizan proteínas. Presentan abundante basofilia basal (presencia de R.E.R.), un núcleo esférico u ovalado situado en el tercio basal, numerosas mitocondrias, un aparato de Golgi de posición supranuclear y. en el tercio apical de la célula existen abundantes gránulos de secreción. El producto sintetizado es fluido, transparente y con un alto contenido de enzimas. Ejemplos: los acinos pancreáticos y parotídeos y también las glándulas lagrimales. Mucosas Las células son de forma piramidal con el ápice truncado. Los núcleos son ovalados y alargados, situados en la base de la célula. Poseen un citoplasma claro, con una reacción de tinción ligeramente acídófila, y vacuolado en toda su extensión; este aspecto corresponde a la imagen de una célula que secreta abundante mucina (moco). La mucina es una sustancia transparente, ligeramente viscosa, constituida por una asociación de hidratos de carbono y proteínas. Tiene la propiedad de servir como sustancia lubricante y, en casos especiales puede atrapar pequeñas partículas extrañas al organismo y por el pH generalmente alcalino que posee suele neutralizar medios ligeramente ácidos. El producto secretado es denso, ligeramente opaco y viscoso. La función principal es de lubricación y protección. Ejemplos: los acinos de las glándulas salivales sublinguales y labiales, los alvéolos de las glándulas esofágicas, las duodenales y de las glándulas bulbouretrales. Las células caliciformes también sintetizan y secretan moco. 28 Mixtas En estas glándulas, los acinos o alvéolos están constituidos por células mucosas y serosas. Las unidades serosas se adosan a los acinos mucosos en la forma de semilunas serosas o de Gianuzzi. La secreción serosa se vierte a la luz del alvéolo mediante canalículos intercelulares. Como ejemplos están los alvéolos de de la glándula salival submaxilar y de las traquéales. E) Según el modo de secreción Holocrina Este tipo de secreción compromete la integridad total de la célula glandular. La síntesis, almacenamiento y liberación de las sustancias elaboradas propician la destrucción de todos los organelos celulares y del núcleo (picnosis, cariorrexis y cariolisis). La secreción de estas glándulas está constituida por el producto elaborado y los restos de las células destruidas. Para suplir la pérdida constante de las células secretoras se requiere de un estrato celular basal o germinativo que siempre permanezca en continuo proceso de proliferación celular. Ejemplo: las unidades secretoras (sáculos) de las glándulas sebáceas. Merocrinas El producto elaborado es secretado sin que la célula pierda su integridad. La liberación de la secreción se efectúa mediante exocitosis. Los gránulos se aproximan a la superficie interna del plasmalema apical, fusionan sus respectivas membranas, se establece la relación entre el contenido de las vesículas y el medio extracelular y el producto se vierte al exterior. Ejemplos: las glándulas salivales, lagrimales y sudoríparas, los acinos pancreáticos. Todas las células glandulares de las glándulas endocrinas. Apocrinas Son las glándulas cuyas células, al secretar los gránulos, arrastran consigo simultáneamente una pequeña cantidad del citoplasma y de membrana celular apicales. Después de transcurrido un cierto lapso se reinicia nuevamente el ciclo secretor. Ejemplos: Las glándulas sudoríferas apocrinas o epitricas, denominadas también glándulas sudoríferas “aromáticas” o “de olor”. Los alvéolos mamarios secretan las gotitas de grasa mediante este procedimiento. Se ha descrito que en las células de los alvéolos prostáticos ocurre un proceso similar. 29 Organización del parénquima de las glándulas Las glándulas exocrinas compuestas están integradas por numerosas unidades secretoras (túbulos, acinos, alvéolos o sáculos). Cada una de las unidades está rodeada de una membrana basal y tejido conjuntivo muy fino (fibras reticulares). Un conjunto de acinos se reúnen y forman lobulillos, éstos a su vez se unen entre sí, para formar lóbulos relacionándose a través de trabéculas conjuntivas que contienen vasos sanguíneos, linfáticos y ramificaciones nerviosas. Todos los lóbulos se rodean de una capa de tejido conjuntivo denso (la cápsula) y forman la glándula. Células mioepiteliales Célula que se localiza alrededor de las unidades secretoras de algunas glándulas, por su parte externa, cuya función contráctil facilita el proceso de secreción. Poseen una morfología estrellada con expansiones citoplasmáticas que rodean a la unidad secretora glandular. Su citoplasma cuenta con numerosos filamentos de actina y miosina, compartiendo, por tanto, características similares a las células musculares. Poseen desmosomas y uniones del tipo nexo. Su origen es epitelial y comparten algunos otros rasgos con este tipo de células. La función de estas células mioepiteliales es “ordeñar” la sección secretora, de modo que se contraen y producen acúmulo de esta porción secretora, lo cual provoca expulsión del producto de secreción. Regulación de la actividad secretora de las unidades glandulares El mecanismo de secreción de las glándulas exocrinas se realiza mediante estímulos nerviosos y endocrinos. El control nervioso de la secreción es involuntario; los impulsos nerviosos efectores se generan a través del sistema nervioso autónomo. Esto significa que la secreción salival, la sudoración o la producción de los jugos gástricos, intestinales o pancreáticos no están regidos por la voluntad. Determinadas glándulas sintetizan y secretan sustancias por la influencia de hormonas, por ejemplo las glándulas uterinas liberan sustancias por el estímulo de la hormona progesterona sintetizada por el cuerpo amarillo del ovario o las unidades secretoras mamarias producen y eyectan la leche bajo la influencia hormonal de la prolactina y la oxitocina, hormonas producidas por la hipófisis. Existen mecanismos inhibidores de la secreción que, en cierto momento deben evitar la liberación continua o indefinida del producto elaborado. Esto se obtiene mediante mecanismos de retroalimentación negativa o por la disminución o cese del estímulo externo o interno que provocó el efecto secretor. 30 Glándulas endocrinas Las glándulas endocrinas son un conjunto de glándulas que producen sustancias mensajeras llamadas hormonas, vertiéndolas sin conducto excretor, directamente a los capilares sanguíneos, para que realicen su función en órganos distantes del cuerpo (órganos blancos). Las glándulas endocrinas se diferencian de las glándulas de secreción externa o exocrina por dos características estructurales básicas, comunes entre todas ellas: A. Carecen de un sistema de conductos secretores (son unidades glandulares cerradas) B. Poseen una irrigación profusa constituida por abundantes capilares que poseen poros o fenestras (capilares fenestrados) o por los denominados capilares sinusoidales, con paredes endoteliales delgadas e interrumpidas en ciertos tramos. Las células glandulares endocrinas sintetizan y secretan una serie de sustancias denominadas hormonas (yo estimulo, yo secreto) que se vierten directamente a la circulación sanguínea desde donde son transportadas a lugares cercanos o muy alejados del lugar donde está situada la glándula o al tejido intersticial para ejercer su acción a células vecinas (secreción paracrina). Las hormonas son sustancias de naturaleza polipeptídicas o proteínicas, esteroideas (lipídicas), glicoproteínicas y aminas. A diferencia de las glándulas exocrinas, las hormonas se sintetizan en pequeñas cantidades; actúan como moléculas señal o mensajeros, con la finalidad de influir (estimular o inhibir), de manera específica, sobre la actividad de otras células del organismo. Las células que son influenciadas en su comportamiento funcional por las hormonas se denominan células blanco o células diana. Clasificación Tambien podemos clasificarlas en función a la disposición de las células secretoras, observando glándulas cordonales o foliculares. En las cordonales, las células secretoras forman cordones, encontrando en medio capilares sanguíneos, que liberan a la zona de contacto. En las glándulas foliculares (tiroides), tenemos los denominados folículos que forman balones; son cavidades esferoidales rodeadas por las células secretoras. Estas glándulas primero fabrican producto de secrección y luego lo liberan al interior del folículo; cuando la sustancia es necesaria, entonces transportamos el producto del folículo a los capilares sanguíneos. 31 Epitelio sensorial Un epitelio sensorial es un tipo de epitelio especializado que en general recubre diferentes superficies de los organismos, a menudo formando parte de un aparato complejo destinado a captar y procesar señales provenientes del ambiente que lo rodea. Los epitelios sensoriales están formados por células especializadas que cuentan con un mecanismo de transducción de señales que permiten convertir diferentes tipos de estímulos químicos o físicos provenientes del mundo externo en mensajes interpretables por otras células o tejidos del organismo, permitiendo de esta manera que los seres vivos puedan interactuar en forma rápida con su medio ambiente Origen embriológico En los animales superiores los tejidos sensitivos de la nariz, oídos y ojos están formados por diferentes tipos de epitelios sensoriales. Estos epitelios, al igual que el sistema nervioso central y la epidermis tienen un origen embriológico común, desarrollándose todos a partir de la misma lámina de células, el ectodermo. Todas estas estructuras poseen varias características básicas en común, y su desarrollo está gobernado por sistemas de genes muy relacionados. Todos estos tejidos sensoriales retienen una organización epitelial, aunque esta resulta muy diferente de la epidermis o de las glándulas que derivan de ella. Estructura general de los epitelios sensoriales Dentro de cada epitelio sensorial existen células que actúan como transductores, convirtiendo las señales externas en señales eléctricas que pueden ser interpretadas por el sistema nervioso, llamadas neuronas sensoriales, y otros grupos de células que sirven de soporte o conforman diferentes tipos de glándulas. En la nariz, los transductores son las neuronas sensoriales olfatorias; en el oído, son las células ciliadas auditivas y en el ojo, fotorreceptores. Todos estos tipos de células transductoras son, sin embargo, células similares a neuronas. Cada una posee una estructura típica y especializada en su extremo apical que detecta los estímulos externos y los convierte en un cambio en el potencial de membrana, llamado potencial de acción. Y cada una de ellas hace sinapsis por su cara basal con neuronas que llevan la información sensitiva a sitios específicos del cerebro. Los epitelios sensoriales en los órganos de los sentidos La nariz, el oído y el ojo son órganos muy complejos, que poseen elaborados mecanismos destinados a recoger señales provenientes del mundo exterior, filtrarlas y concentrarlas sobre las superficies sensitivas, desde donde pueden desencadenar un efecto sobre el sistema nervioso. En cada uno de estos órganos el componente clave es el epitelio sensorial. A pesar de que el espacio ocupado por los epitelios sensoriales es pequeño comparado con todo el aparato accesorio, es la parte que más se ha conservado en la evolución, no sólo de vertebrado a vertebrado, sino también entre vertebrados e invertebrados. 32 Epitelio olfatorio Las células receptoras olfatorias de la nariz son auténticas neuronas, que envían sus axones hasta el cerebro. Tienen una vida media de sólo uno o dos meses, de forma que continuamente son reemplazadas por nuevas células derivadas de las células madre del epitelio olfatorio. Cada neurona olfatoria expresa una sola de los cientos de proteínas receptoras olfatorias distintas codificadas por los genes correspondientes. Los axones de todas las neuronas olfatorias que expresan la misma proteína olfatoria se dirigen a la misma "estación de paso", llamada glomérulo en el bulbo olfatorio del cerebro. Epitelio auditivo Las células ciliadas del oído a diferencia de las células receptoras olfatorias, duran toda la vida, al menos en los mamíferos, si bien la expresión artificial de un gen de diferenciación llamado Atoh 1 en las células ciliadas, puede inducir la conversión de las células de sostén en células ciliadas donde éstas hayan sido destruidas. Las células ciliadas no presentan axón, pero establecen contactos con los nervios terminales en el epitelio del oído. Su nombre viene de los haces de estereocilios (microvilli gigantes) que se hallan en su superficie apical. Las vibraciones de sonido hacen que el haz de cilios se incline, como un manojo de juncos sometido al viento, lo cual provoca a su vez la apertura mecánica de los canales iónicos de los estereocilios. Dicha configuración abierta excita eléctricamente a la célula. Epitelio visual En el ojo, las células fotorreceptoras de la retina absorben fotones en las moléculas del pigmento visual (formado por una proteína llamada opsina y retinal) contenidas en las pilas de membranas de los segmentos externos del fotorreceptor, iniciando una excitación eléctrica mediante una vía indirecta de señalización intracelular. Aunque las células receptoras son permanentes y no se renuevan, las cisternas de membrana ricas en opsina contenidas en dichas células sufren una renovación continua. 33 Tejido conjuntivo – Apo 3 La mayor cantidad del tejido conjuntivo deriva del mesodermo. De esta hoja blastodérmica se originan las células del mesénquima o mesenquimatosas (células multipotenciales, existentes en todas partes del embrión) que se diferenciarán para constituir los componentes celulares del tejido conjuntivo: laxo, denso, cartilaginoso, adiposo, óseo y las células de la sangre: hematopoyéticas, sanguíneas y linfáticas y del tejido muscular. El tejido conjuntivo se caracteriza morfológicamente por presentar diversos tipos de células separadas por abundante material intercelular, sintetizado por ellas. La riqueza en material intercelular es una de sus características más importantes. Los tejidos conjuntivos desempeñan las funciones de sostén, relleno, almacenamiento, transporte, defensa y reparación. El tejido conjuntivo integra el sistema inmunitario de defensa contra las proteínas extrañas presentes en las bacterias, virus, células tumorales, etc. Está compuesto por sustancia fundamental, fibras y células. Sustancia fundamental La sustancia fundamental está formada por líquido extracelular y moléculas grandes como polisacáridos y proteínas de adherencia, fundamentalmente colágeno. Sostiene las células, las mantiene unidas y proporciona el medio en el que se establece el intercambio de sustancias entre la sangre y las células. Interviene en la actividad metabólica. Fibras Las fibras del conjuntivo son proteínas que forman estructuras alargadas presentes en proporciones variables en los diversos tipos de tejidos. Los tres tipos principales de fibras conjuntivas son: colágenas, reticulares y elásticas, que se distribuyen de forma desigual entre las distintas clases de tejido conjuntivo. Muchas veces las fibras predominantes son responsables de ciertas propiedades del tejido. Las fibras de colágeno son las más frecuentes en el tejido conjuntivo. Son fuertes y flexibles. Formadas, principalmente por la proteína colágeno. Son blancas, confiriendo ese color a los tejidos en las que predominan. Por ser largas y de trayecto tortuoso son difíciles de estudiar en cortes histológicos. Tienen una fuerte presencia en los huesos, cartílagos, tendones y ligamentos. Las fibras elásticas son más pequeñas que las de colágeno. El componente principal es la proteína elastina. Se pueden estirar hasta 150% su longitud y vuelve a su forma inicial tan pronto como cesan las fuerzas deformantes. Debido a un pigmento tienen coloración amarillenta. Se encuentran en la piel, vasos sanguíneos y pulmones. Las fibras reticulares son muy delicadas. Están formadas por colágeno y un revestimiento glucoproteico. Son especialmente abundantes, formando el armazón de los órganos hemocitopoyéticos (bazo, ganglios linfáticos, médula ósea roja, etc.) Forman redes, estroma, en torno a las células musculares y a las células de muchos órganos epiteliales, como por ejemplo el hígado, los riñones y las glándulas endócrinas). 34 El tejido conjuntivo está integrado por células y una matriz extracelular formada, a su vez, por una matriz amorfa y componentes fibrilares, productos de la síntesis y secreción de las células conjuntivas. Células Existen dos tipos de células del tejido conjuntivo: Las fijas o propias (fibroblastos, fibrocitos, adipocitos o células adiposas y los pericitos) Las libres o migrantes, células provenientes de la sangre que, ejercen su acción en el tejido conjuntivo (monocitos-macrófagos, mastocitos o células cebadas, plasmocitos o células plasmáticas y los leucocitos o glóbulos blancos). Fibroblasto Es la célula más común del tejido conjuntivo. Son células jóvenes activas responsable directo de la elaboración de la matriz extracelular (amorfa y fibrilar). Es una célula que se desplaza lentamente y en condiciones de estimulación (reparación y cicatrización de heridas) suele reproducirse con facilidad. El aspecto morfológico del fibroblasto depende del momento funcional. En su mayor actividad de síntesis y secreción de matriz, presenta una forma alargada con varias prolongaciones irregulares, posee un núcleo ovalado, de cromatina fina y un nucléolo; y un citoplasma ligeramente basófilo 35 En etapas de menor actividad la célula muestra una forma alargada, con menos prolongaciones, el núcleo también se alarga y la cromatina se condensa, el citoplasma aparece ligeramente acidófilo. En esta etapa se le denomina fibrocito que son células adultas. Generalmente se localiza entre el material fibrilar que la célula elaboró. Los fibrocitos, aunque no se dividen, pueden secretar algo de sustancia intercelular. Adipocito Es la célula encargada de almacenar grasas o lípidos. Tiene la apariencia de una pequeña gota de aceite, al observarla bajo el microscopio, al estado fresco. Existen dos tipos de adipocitos, Uno de ellos al diferenciarse totalmente alberga en un solo compartimento la totalidad de los lípidos almacenados. Por esta razón se le denomina unilocular. Forma parte de la llamada grasa blanca o amarillenta. Es una célula grande, esférica, muestra un reborde fino de citoplasma, rodeando una gran gota de grasa. El núcleo se visualiza desplazado a la periferia, en la zona más ensanchada del citoplasma. Cuando el tejido conjuntivo que la contiene se incluye en parafina, el contenido de grasa se elimina bajo la acción del xilol, de tal forma que con tinciones como H-E la célula aparece vacía, “células en anillo”. Existe otro tipo de célula adiposa, de distribución muy restringida, es el adipocito multilocular o de la grasa parda. El citoplasma alberga abundantes gotitas de lípidos; entre ellas se disponen numerosas mitocondrias esféricas con crestas tubulares y dentro de las mitocondrias citocromo-oxidasa, y partículas de glucógeno 36 Pericito Es una célula alargada de citoplasma pálido, con varias prolongaciones largas y delgadas. Se sitúa entre las células endoteliales de los capilares sanguíneos y la membrana basal. Se denomina así por la posición perivascular que adoptan ya que rodean, con sus prolongaciones, al capilar. Los pericitos regulan el flujo de sangre capilar, estabilizan y controlan la maduración de las células endoteliales por medio de la comunicación directa entre la membrana celular. Macrófago El macrófago del tejido conjuntivo es una célula grande (25 a 30 micras de diámetro), se les denominó también histiocito. Posee un núcleo de forma ovalada con algunas escotaduras que le dan la forma de un núcleo arriñonado. Los macrófagos se originan de monocitos que abandonan la circulación sanguínea para ejercer su acción fagocítica en la matriz extracelular del tejido conjuntivo. La fagocitosis les permite endocitar una serie de sustancias propias del organismo (eritrocitos viejos, restos celulares) o extrañas (partículas de carbón, bacterias, esporas de hongos, pequeños parásitos etc.), las convierten en fagosomas y éstos son procesados mediante enzimas lisosomales. También fagocitan antígenos, los procesan y los presentan a los linfocitos (de estirpe T) para que ellos a su vez elaboren la respuesta inmunológica. Mastocitos o Células cebadas Son células relativamente grandes, 12 a 15 micras de diámetro, tienen forma ovalada, con un núcleo esférico de posición central o excéntrico. Poseen un citoplasma lleno de gránulos esféricos basófilos, que son P.A.S. positivos, azul alciano positivos y ofrecen reacción de metacromasia con la tionina o el azul de toluidina. Se localizan en la cercanía de pequeños vasos sanguíneos. Al microscopio electrónico los gránulos están rodeados de una membrana y contienen un material electróndenso constituido por granulaciones finas, rejillas cristalinas o laminillas paralelas o concéntricas. Los gránulos de los mastocitos contienen histamina, potente activador de reacciones alérgicas y de respuestas inflamatorias agudas; heparina, sustancia anticoagulante natural pero que en estas células tiene un efecto anticoagulante muy débil y, en algunos roedores almacenan serotonina, sustancia vasodilatadora. Los mastocitos se originan de células mieloides; comparten su origen con los basófilos. 37 Células plasmáticas o plasmocitos Son células que miden de 10 a 15 um de diámetro, tienen una forma redondeada u ovalada. Muestran un citoplasma con basofilia intensa, poseen un núcleo excéntrico, redondo y de heterocromatina dispuesta en grumos radiales. Delante del núcleo existe una zona de citoplasma pálido denominada “imagen negativa del aparato de Golgi”, pues es el lugar ocupado por las cisternas del organelo mencionado. En ciertas ocasiones se observan los “cuerpos de Russell”, estructuras redondeadas, acidófilas, que suelen medir de 2 a 3 um de diámetro; en la actualidad se sabe que son la acumulación de gránulos secretorios del producto que estas células elaboran (anticuerpos). Las células plasmáticas son el resultado de la transformación que experimentan ciertas células de la sangre, los linfocitos B se diferencian en estas células cuando al ser estimulados por agentes antigénicos sintetizan y secretan moléculas proteínicas específicas llamadas inmunoglobulinas (Ig) o anticuerpos. Un antígeno es una sustancia macromolecular generalmente extraña al organismo, contra la cual se produce otra sustancia, de carácter proteínico, denominada anticuerpo. Los anticuerpos son proteínas plasmáticas conocidas como inmunoglobulinas (Ig). Los anticuerpos (Ig) son liberados por los plasmocitos al tejido conjuntivo laxo intersticial, llegan a la linfa mediante capilares linfáticos; de la misma forma, los anticuerpos generados en el tejido linfático utilizan la vía linfática para ser transportados al ventrículo derecho e incorporarse al torrente sanguíneo. Otras células del tejido conjuntivo En este grupo se consideran a varias células integrantes de la sangre que abandonan la circulación que son las células migrantes o móviles y ejercen su acción en el tejido conjuntivo. Entre ellas mencionaremos a: a) Los monocitos, que se transformarán en macrófagos u otras células procesadoras y presentadoras de antígenos, b) los linfocitos que, por acción antigénica, darán origen a dos grandes poblaciones: los linfocitos B y T; c) los eosinófilos d) los neutrófilos. 38 Matriz extracelular Está integrada por una sustancia “amorfa”, básica o fundamental y fibras. A. Sustancia fundamental, “amorfa” o básica. La sustancia “amorfa” o básica es un material de consistencia líquida viscosa que, dependiendo de la preponderancia de sus componentes y de la cantidad de moléculas de hidratación o de impregnación que contenga, alcanzará diversa consistencia: fluida (plasma sanguíneo y linfa) fluida y viscosa (tejido conjuntivo laxo), más o menos densa (matriz cartilaginosa) o totalmente dura (matriz ósea calcificada). Está formada por: Glucosaminoglicanos polímeros no ramificados de cadena larga de disacáridos repetitivos, Proteoglicanos constituidos por ejes proteínicos en los que se enlazan, de manera covalente, diversos glucosaminoglicanos sulfatados. Glicoproteínas macromoléculas que sirven de unión o enlace de los diversos componentes de la matriz extracelular y las integrinas de las membranas celulares. Los glucosaminoglicanos son polímeros no ramificados de cadena larga de disacáridos repetitivos. Uno de los disacáridos es siempre un aminoazucar ya sea el N-acetilglucosamina o el N- acetilgalactosamina y el otro es un ácido urónico: idurónico o glucorónico. La gran mayoría de ellos, están sulfatados, es decir esterificados con radicales sulfato, con excepción del ácido hialurónico, denominado en la actualidad hialuronano. El ácido hialurónico es el G.A.G que existe en mayor proporción en la matriz amorfa o fundamental del tejido conjuntivo laxo. Es uno de los G.A.G. que junto con los otros es el responsable de conferirle la tinción de metacromasia cuando el tejido se colorea con tionina, azul de toluidina o azul de metileno.Constituye una especie de gel con alto contenido de líquido intersticial (fase acuosa del gel); esta característica es la que proporciona la viscosidad al humor vítreo y al líquido sinovial de las articulaciones. 39 Los proteinoglicanos estructuralmente, parecen escobillones para limpiar botellas. Están constituidos por un eje central proteínico, sintetizado en el RER, al que se le agregan, mediante enlaces covalentes, los glucosaminoglicanos (GAG) sintetizados en las cisternas del Golgi y dispuestos alrededor del eje proteínico Las glicoproteínas son macromoléculas que intervienen activamente facilitando la capacidad de las células de adherirse a los componentes de la matriz extracelular. Presentan varios dominios de enlace, uno de ellos suele fijarse a las proteínas de la membrana celular denominadas integrinas, otro a las fibras colágenas y otro a los proteinooglicanos. Por esta razón se le conoce como glicoproteínas de adhesión. B) Fibras Clásicamente se describen tres tipos de fibras que integran la matriz extracelular fibrilar: reticulares, colágenas y elásticas. La descripción de ellas se basa en su morfología al microscopio fotónico y electrónico, a la capacidad tintorial que exhiben, cierto comportamiento bioquímico y por la función que desempeñan. Fibras colágenas Son las fibras más frecuentes en el tejido conjuntivo. Aproximadamente constituyen el 20% del total de proteínas del organismo. Generalmente forman haces de diferentes proporciones y en disposiciones distintas. 40 Fibras elásticas Se denominan así porque poseen un grado de estiramiento del 150% al ejercer sobre ellas una tracción longitudinal; recuperan su longitud cuando la fuerza cesa. Al estado fresco muestran un color amarillento, de allí el nombre de “fibras amarillas”. Resisten la acción de álcalis y ácidos débiles, la digestión con tripsina y no se disuelven con la ebullición. Fibras reticulares Se les denominan también fibras de reticulina. Son fibras muy delgadas y forman redes finas tridimensionales, de allí el nombre que poseen. En las preparaciones de tejidos y órganos teñidos con H-E u otros colorantes a partir de anilinas no se logran visualizar. Se demuestran mediante el empleo de tinciones especiales como las impregnaciones argénticas (Wilder, Bielchoswky, Gomory, etc.), pues en ellas se deposita plata metálica después que el tejido es procesado mediante el uso de una solución alcalina de una sal reducible de plata (nitrato de plata). La impregnación argéntica las “tiñe” de color negro. Se observan como finos filamentos negros que se entrecruzan, en tanto que las fibras colágenas adquieren un color marrón rojizo. Las fibras reticulares constituyen el estroma fino de los órganos parenquimatosos. En ellos adoptan una posición y distribución que permiten la disposición morfológica que adoptan las unidades tisulares funcionales de estos órganos. Se disponen como un reticulado muy fino alrededor de las células adiposas y las fibras musculares lisas; debajo de las células endoteliales de los capilares sanguíneos e integran la capa reticular de la membrana basal. 41 Clasificación El tejido conjuntivo se puede clasificar de la forma siguiente: 1. Los tejidos conjuntivos no especializados o propiamente dicho. 2. Los tejidos conjuntivos especializados. A) Propiamente dichos La clasificación de los tipos de tejidos que constituyen el tejido conjuntivo propiamente dicho, depende de la calidad y cantidad de los componentes celulares, matriz amorfa y elementos fibrilares que los integran. Encontramos el Laxo y denso. Tejido Conectivo laxo Se localiza abajo epitelios que revisten las cavidades internas. Relacionado con epitelios de las glándulas y los vasos sanguíneos. El tejido conjuntivo laxo propiamente dicho, está ampliamente distribuido por todo el cuerpo, principalmente en el tejido subcutáneo, en el mesenterio, constituyendo la denominada lámina propia de las estructuras epiteliales, y rodeando al tejido muscular, los vasos sanguíneos y los nervios periféricos. Características • Predominan las células que son los fibroblastos y los macrófagos y presenta además fibras colágenas y elásticas. Permite la migración de células en tránsito. • Fibras delgadas poco ordenadas, sustancia fundamental abundante. • En él ocurren reacciones inflamatorias de la respuesta inmune • Permite la difusión de oxígeno y de nutrientes. • El tejido conjuntivo laxo varía en su aspecto, de acuerdo con la localización y función que desempeña. En general interrelaciona las otras variedades de tejidos, las estructuras y los órganos entre sí, permite por su flexibilidad la movilidad requerida entre ellos y al ocupar los espacios entre los mismos, también proporciona sostén, relleno y fijación. Integra el tejido subcutáneo de la piel; la lámina propia o corion de los órganos huecos (aparatos digestivo, urogenital, respiratorio, etc.) y constituye el estroma de los órganos parenquimatosos. También se le conoce como tejido conjuntivo areolar, por la gran cantidad de pequeños espacios que posee, llenos de matriz amorfa y líquido tisular 42 Tejido conjuntivo mixoide o mucoso En el feto forma parte del tejido subepidérmico; pero existe en gran cantidad en el cordón umbilical, constituyendo la denominada gelatina de Wharton. Presenta células similares a los fibroblastos pero de mayor tamaño. Posee un predominio de matriz amorfa sobre los componentes celulares y fibrilares. En el individuo adulto se encuentra un tejido similar en la pulpa dentaria, que ocupa la cavidad central de los dientes. En este caso es un tejido muy inervado y vascularizado. Tejido conjuntivo denso Los tejidos conjuntivos densos se caracterizan porque en estos el elemento estructural que predomina son las fibras, por lo tanto tienen menos células y menos cantidad de sustancia intercelular amorfa. Dentro de este tejido se distinguen dos variedades: el tejido conjuntivo denso irregular, donde los haces de fibras están orientados en diversas direcciones y el tejido conjuntivo denso regular, donde las fibras se orientan paralelamente. El tejido conjuntivo denso forma estructuras de gran capacidad de tensión, entre las que se incluyen los tendones y ligamentos y las aponeurosis. Conjuntivo denso irregular Se localiza en la capa inferior (dermis) de la piel. Esta variedad de tejido conjuntivo presenta en general, los mismos componentes que el tejido conjuntivo laxo, sólo que los haces de fibras colágenas son más gruesos y están dispuestos irregularmente y entretejidos (como en el fieltro). Las fibras colágenas están asociadas con redes de fibras elásticas. Esta variedad de tejido conjuntivo denso se encuentra en la dermis, las cápsulas de los órganos, las vainas de los tendones y en los nervios. La disposición tridimensional de la trama de haces de fibras colágenas ofrece determinada resistencia a la tracción en cualquier dirección. Características: Las fibras de colágeno no tienen una orientación definida y se encuentran en una elevada proporción. Sustancia fundamental y fibroblastos escasos. Provee resistencia a desgarros. 43 Conjuntivo denso regular Se localiza en los ligamentos, tendones y aponeurosis. Macroscópicamente este tejido muestra una estructura perceptiblemente fibrosa y un aspecto característico, debido a su color blanco brillante. Los únicos elementos celulares presentes son los fibroblastos, los cuales se disponen entre los haces paralelos de las fibras colágenas. Características. Fibras de colágeno formando haces en un patrón definido que se le otorga al resistencia al esfuerzo. Se caracteriza porque los haces colágenos están dispuestos regularmente, en una misma dirección en correspondencia con los requerimientos mecánicos particulares del tejido. El principal constituyente son dichos haces colágenos, gruesos, paralelos y muy apretados entre sí. Tejido conectivo denso elástico Está compuesto por haces de fibras elásticas que se disponen, en forma paralela para constituir componentes alargados denominados: Ligamentos amarillos; ejemplo, el ligamento de la nuca, que une el hueso occipital con las primeras vértebras cervicales, los ligamentos intervertebrales y los ligamentos cruzados de la articulación de la rodilla. o integrando láminas elásticas fenestradas que se entrecruzan para formar paredes que ceden a fuerzas de presión, como en los grandes vasos arteriales elásticos: aorta y pulmonar. 44 Tejido conjuntivo reticular Se denomina así a un tipo especial de tejido conjuntivo formado por células reticulares y fibras de reticulina (colágena tipo III). Las células reticulares son similares en su función a los fibroblastos pero sintetizan y secretan únicamente colágena tipo III. Este tejido se dispone a manera de una malla fina tridimensional. Foto micrografía de la médula de un ganglio linfático. B) Tejidos conectivos especializados: Tejido adiposo Tejido cartilaginoso Tejido óseo Tejido hematopoyético Tejido sanguíneo (sangre) Tejido linfático 45 Tejido Cartilaginoso – Apo 4 También se le conoce con el nombre de cartílago. Posee una consistencia rígida, pero a la vez flexible; ofrece poca resistencia a la presión, recuperando su forma cuando aquella cesa. A esta propiedad se le conoce como “resiliencia”. Esta característica se debe a la presencia y disposición espacial de los componentes amorfos y fibrilares en la matriz. Es un tejido que carece de irrigación e inervación Suple esta ausencia, una cubierta de tejido conjuntivo, el pericondrio que rodea al cartílago, membrana conjuntiva ricamente vascularizada e inervada. Funciones Sirve de soporte y sostén a otros tejidos. Permite la permanencia de la luz (cavidades) de algunos conductos u órganos huecos (fosas nasales, laringe, tráquea y bronquios). Reviste ciertas superficies óseas que se ponen en contacto con otras, como las articulares. Constituye el soporte esquelético en el embrión y en el feto. Interviene como molde para que a partir de él se origine tejido óseo. Es un tejido que, en el individuo adulto tiene una distribución restringida. En el embrión constituye totalmente el sistema esquelético. En ciertos peces como los condroitis (peces cartilaginosos) integra en los individuos adultos, de manera definitiva, la totalidad del esqueleto. Componentes del tejido cartilaginoso Como todo tejido conjuntivo, está formado por células y por matriz cartilaginosa integrada a su vez por componentes amorfos y fibrilares. ORIGEN EMBRIOLÓGICO. El tejido cartilaginoso se origina del mesodermo. 46 Las células del tejido cartilaginoso son: Células osteocondrógenas Son células que derivan de las células mesenquimatosas. Tienen forma de huso (fusiformes), ligeramente alargadas. Las células osteocondrógenas se diferencian en células óseas o células cartilaginosas dependiendo del microambiente que las rodea. Si en el ámbito mesenquimatoso existe abundancia de irrigación sanguínea que mantiene la concentración de oxígeno en condiciones altas, las células se diferenciarán en osteoblastos; en cambio si la presencia de vasos sanguíneos es escasa y la tensión de oxígeno es muy pequeña o el microambiente carece de irrigación y la presencia del factor de expresión Sox-9 entonces las células osteocondrógenas se transformarán en condroblastos. Condroblastos El estímulo de diferenciación es la existencia de una menor tensión de oxígeno en el mesénquima en proceso de diferenciación y del factor de expresión Sox-9. Los condroblastos se localizan en la región interna del pericondrio, sobre la superficie del cartílago. Tienen forma fusiforme, cuyo contorno se modifica paulatinamente a ovaladas. Se incrementa el depósito de matriz amorfa y fibrilar. Poseen un citoplasma basófilo, rico en ácido ribonucleico. Conservan la capacidad de reproducirse, originando a otros condroblastos o diferenciarse en condrocitos jóvenes. Condrocitos Son las células más abundantes del cartílago. Suelen mostrar varias formas. Las más jóvenes son elípticas u ovaladas; esféricas o poligonales, las maduras. Los condrocitos ocupan cavidades de la matriz denominadas lagunas cartilaginosas o condroplasto dentro de ellas, también pueden albergar dos o más células, especialmente en cartílagos de individuos adultos. En este caso, al conjunto se le denomina “grupo isógeno” Cada laguna está generalmente ocupada por una sola célula, pero durante la división de las células puede contener dos, cuatro u ocho células, lo que constituye un grupo isogénico o grupo de células isogénicas El alto contenido de agua en el citoplasma de los condrocitos hace que en una preparación de cartílago incluida en parafina y coloreada, el contorno celular se observe retraído dentro de la laguna. Los condrocitos son las células encargadas de sintetizar y secretar la matriz cartilaginosa del cartílago adulto. Esta se concentra en los bordes de la laguna, denominada matriz territorial, zona que se colorea (basofilia) con más intensidad que la matriz localizada entre las lagunas: matriz interterritorial 47 MATRIZ CARTILAGINOSA Está constituida por sustancia amorfa y fibras conjuntivas: Matriz amorfa Está constituida por cadenas de moléculas de ácido hialurónico que se unen mediante enlaces no covalentes con 100 ó 200 moléculas de proteinoglicanos (agrecanes), unidos, a su vez, mediante proteínas de enlace formando moléculas gigantes de proteinoglicanos. Los glucosaminoglucanos que forman los proteinoglicanos son el ácido condroitín - 4 - sulfato, condroitín - 6 - sulfato y el heparan sulfato. Éstos tienen la capacidad de albergar una cantidad considerable de moléculas de agua. Matriz fibrilar Está constituida por fibras conjuntivas del tipo: colágenas, reticulares y elásticas. Estas fibras se incorporan a la matriz amorfa, en cantidades diferentes dependiendo de tipo de cartílago. La presencia de ellas le confiere cierta acidofilia a la matriz cartilaginosa. Pericondrio Es una membrana conjuntiva ricamente vascularizada e inervada que rodea al tejido cartilaginoso. Solo se encuentra en dos de los tres tipos de cartílago, en el hialino y en el cartílago elástico, quedando sin esta membrana el fibrocartílago. Está constituido por dos zonas: Una externa fibrilar en donde predominan haces de fibras colágenas y escasa cantidad de fibroblastos y fibrocitos. Una interna celular, con mayor presencia de células condrógenas y abundantes capilares sanguíneos. Se considera que el pericondrio es esencial para mantener metabólicamente funcional al cartílago. 48 Clasificación del tejido cartilaginoso En el cuerpo humano existen tres variedades de cartílago. Cada una de ellas se caracteriza por las particularidades de la matriz cartilaginosa, la disposición de los condrocitos y por la presencia mayoritaria de ciertos componentes fibrilares. Cartílago Hialino Es el más abundante en el individuo adulto. Constituye el total del tejido cartilaginoso en embriones y fetos jóvenes. La gran mayoría de los futuros huesos están constituidos, inicialmente, por este tipo de cartílago, posteriormente, durante los procesos de osificación es reemplazado por tejido óseo. El cartílago hialino forma parte del tejido de sostén de las vías respiratorias, tabique y fosas nasales, laringe, traquea y bronquios. Reviste las superficies articulares, forma los cartílagos costoesternales y el disco de crecimiento epifisiario. Cartílago Elástico Tiene una distribución más restringida que el cartílago hialino. El tejido es de un color amarillento, aspecto debido a la presencia de fibras elásticas embebidas en la matriz cartilaginosa. Es más flexible que el cartílago hialino. Se caracteriza porque la matriz contiene, además de las fibras colágenas tipo II, abundantes fibras elásticas dispuestas en forma de finas redes, entre cuyos espacios se disponen los condrocitos, éstos presentan mayor tamaño que los del cartílago hialino y los grupos isógenos. El pericondrio también está formado por fibras elásticas las cuales se incorporan a la matriz y se relacionan con las que forman la red fibrilar interna. El cartílago elástico se localiza en el pabellón de la oreja; en el meato del conducto auditivo externo y en el tejido cartilaginoso de la trompa de Eustaquio; constituye el soporte cartilaginoso de la epiglotis e integra a los cartílagos corniculados y cuneiformes de la laringe. 49 Cartilago Fibroso También se le denomina fibrocartílago. Al estado fresco exhibe un color blanquecino. Es un cartílago que carece de pericondrio. Está constituido por matriz fibrilar, que se dispone en forma de haces de fibras colágenas (colágena tipo I) en posición paralela y relacionados entre sí. Entre los haces existe escasa matriz cartilaginosa en donde se sitúan los condrocitos. Estos se alinean unos después de otros, en “fila india". Los condrocitos no forman grupos isógenos. Tiene una distribución muy escasa: Integra los discos intervertebrales y forma parte de la sínfisis púbica. Se le encuentra en el lugar donde los tendones se unen a los huesos y también en los meniscos articulares. En ciertas especies animales Ovinos y Caprinos el tejido conjuntivo que integra el esqueleto conjuntivo del corazón posee este tipo de cartílago. A diferencia de los otros dos tipos de cartílago, que se originan de células condrógenas, el cartílago conjuntivo o fibrocartílago se forma, de acuerdo a las investigaciones realizadas, por la transformación de fibroblastos. 50 Histogénesis y crecimiento de cartílago El tejido cartilaginoso se origina en el mesenquima, a partir de células mesenquimáticas que se redondean y agrupan en conglomerados con escaso material intercelular entre ellas. Este conjunto de células precartilaginosas se llama blastema. Las células del blastema son inducidas a sintetizar matriz cartilaginosa y a partir de ese momento se les llama condroblastos, ellas se separan progresivamente a medida que aumenta la cantidad de matriz sintetizada y pasan a llamarse condrocitos. El tejido mesenquimático que rodea a la masa condrogénica pasará a constituir el pericondrio. Existen dos tipos de desarrollo y crecimiento del cartílago: A) Crecimiento intersticial Este tipo de desarrollo se realiza generalmente en las etapas embrionaria, fetal y en los primeros años de la vida postnatal. 51 B) Crecimiento por aposición Se produce en cartílagos jóvenes en los que el crecimiento intersticial ya no es posible que se lleve a efecto, pues la matriz cartilaginosa ha adquirido consistencia suficiente para impedir la separación de los condrocitos en lagunas aisladas (esto motiva la formación de grupos isógenos). El crecimiento se hace a expensas de las células condrógenas del pericondrio. Fotomicrografia de un nido cartilaginoso costal. Se muestran condroblastos y condrocitos ocupando lagunas cartilaginosas. En la periferia del nido se observan condroblastos exhibiendo figuras de mitosis. Es el inicio de la incorporación de células cartilaginosas provenientes de un pericondrio incipiente. H-E. 250x. Boya Vegue, 1996. 52 Tejido Óseo – Apo 4 El tejido óseo, denominado comúnmente hueso, forma la base o sostén del sistema locomotor. Constituye el esqueleto del organismo. Gracias a la presencia de los huesos y su disposición en el espacio, el ser humano conserva su forma y puede adoptar diversas posturas. Los huesos también cumplen otras funciones, por ejemplo, sirven para alojar y proteger a tejidos y órganos vitales; la cavidad craneana al cerebro y el agujero vertebral a la médula espinal; la cavidad torácica al corazón y pulmones; la cavidad interna de los huesos a la médula ósea o hematopoyética. En el tejido óseo se almacenan sales de calcio y fósforo. En los huesos se insertan los músculos a través de tendones o directamente sobre la superficie ósea. Generalmente dos o más huesos se relacionan entre sí por la inserción de un músculo común. La acción de contracción y relajación funciona como palanca que permite el movimiento entre un conjunto de huesos vecinos, movimiento facilitado por las articulaciones que los unen. CÉLULAS DEL TEJIDO ÓSEO Son cuatro tipos: 1) Osteógenas Denominada también osteoprogenitoras. Derivan de células mesenquimatosas que tienen una potencialidad dependiente de la concentración de oxígeno existente en el microambiente que las rodea. Se diferencian en osteógenas, si los niveles de oxígeno son elevados o, en condrógenas si la concentración de oxígeno, en el lugar que las rodea, disminuye notablemente. Células osteógenas multipotenciales en cabeza de feto de oveja, H-E Azul de Alcián 400X. 53 2) Osteoblastos Son células de forma ligeramente cilíndrica y con un citoplasma rico en retículo endoplásmico rugoso (basofilia citoplasmática), con núcleo ovalado localizado en el tercio basal. Forman los componentes orgánicos de la matriz ósea. Después se iniciará el proceso de mineralización. Los osteoblastos se encuentran en las superficies de los huesos en crecimiento y en aquellos que han sufrido una lesión. Una vez finalizada su función pueden sufrir apoptosis o diferenciarse a osteocitos. 3) Osteocitos Los osteocitos son los osteoblastos que quedan atrapados entre la matriz ósea calcificada, dentro de cavidades llamadas lagunas óseas u osteoplastos. Se mantienen unidos con otros osteocitos mediante una serie de prolongaciones celulares que se proyectan en la matriz ósea a través de los canalículos óseos. Con estas características morfológicas los osteocitos se visualizan como pequeñas arañas denominados canalículos óseos, en los cuales se extienden las prolongaciones de los propios osteociotos. Estas prolongaciones comunican osteocitos vecinos. De esta manera es posible mantener el intercambio de sustancias nutritivas entre los vasos sanguíneos del tejido óseo y la matriz ósea y depositar o extraer pequeñas cantidades de sales de calcio cuando el metabolismo del hueso así lo requiere. Su actividad está coordinada por acción hormonal a través de las hormonas calcitonina y paratohormona (hormonas tiroidea y paratiroidea respectivamente). La comunicación de los osteocitos es importante para controlar la cantidad de hueso que se forma y deteriora. 54 4) Osteoclastos Son células grandes (miden de 50 a 150 micrómetros de diámetro, multinucleadas, pueden tener hasta 50 núcleos; presentan un citoplasma acidófilo. Se localizan en la superficie interna de los huesos densos o de las trabéculas óseas. Y Ocupan una cavidad llamada laguna de resorción o laguna de Howship Tienen por función desgastar o erosionar el hueso con la finalidad de remodelarlo o, extraer de ellos, cuando el organismo así lo requiere, las sales de calcio indispensables para el funcionamiento contráctil de los músculos, la coagulación de la sangre o la conducción de los estímulos nerviosos. 55 MATRIZ ÓSEA Está integrada por una porción orgánica y una porción inorgánica. A) Matriz orgánica Está constituida por: Matriz amorfa. Conformada por glucosaminoglicanos, proteoglicanos, agrecanes (glicoproteínas) y moléculas de adhesión como la osteonectina, la osteocalcina y la osteopontina. La osteonectina interviene como adhesivo entre las fibras colágenas y los cristales de hidroxiapatita, la osteopontina relaciona las células del tejido óseo a la matriz ósea y la osteocalcina facilita el depósito de las sales de calcio en las estriaciones electronlúcidas de las fibras colágenas. Todas ellas poseen mucha afinidad a la hidroxiapatita. La síntesis de estas proteínas es estimulada por la vitamina D. Matriz fibrilar. Constituida por fibras de colágena tipo I. Se ha demostrado que en las estriaciones electronlúcidas de la estructura periódica de las fibrillas de colágena se depositan los cristales de hidroxiapatita por una actividad intensa de la enzima fosfatasa alcalina encargada de extraer las sales de calcio de los capilares sanguíneos vecinos a los centros de osificación y calcificación y las deposita en los lugares antes mencionados. Este depósito se realiza por la presencia y actividad de las glicoproteínas, osteocalcina y osteonectina. Ambos componentes orgánicos, sintetizados y secretados por las células osteógenas y los osteoblastos constituyen una trama densa y de gran estabilidad tisular denominada osteoide, una base consistente en donde se depositarán los cristales de sales de calcio (fosfatos y carbonatos) por actividad de los osteoblastos. B) Matriz inorgánica Está representada por el depósito en la matriz orgánica, de sales de calcio en la forma de cristales de hidroxiapatita Morfología anatómica y tisular de los huesos De acuerdo a la forma externa que presentan los huesos se clasifican en: Huesos largos: el húmero, costillas, la tibia o el fémur. Huesos planos: como la escápula u omóplato y los huesos del cráneo, parietal, temporal frontal u occipital, Huesos cortos: las falanges de los dedos, los huesos carpales y tarsales. Huesos irregulares: Vértebras o el maxilar superior. Representación esquemática de una sección longitudinal de un hueso largo. Se observan los extremos denominados epífisis y entre ambas se sitúa la diáfisis. Las metáfisis se localizan entre el límite de cada epífisis con la diáfisis. Ross y Pawlina; 2007. Los huesos largos (fémur, húmero, tibia, etc.) poseen tres porciones, una central o cuerpo del hueso la diáfisis y los extremos articulares distal y proximal, las epífisis En los individuos en crecimiento, entre la diáfisis y las epífisis existe un anillo o disco cartilaginoso denominado placa epifisiaria de crecimiento o de conjunción. En las superficies articulares de las epífisis se localiza una capa de cartílago hialino, sin periostio, conocido como cartílago articular. Por debajo del disco epifisiario o de conjunción se localiza una porción de hueso esponjoso que está en proceso de crecimiento. A esta zona se le conoce como metáfisis. 56 Aspecto macroscópico radiográfico de un hueso largo (fémur). Sección longitudinal. La flecha señala el tejido óseo esponjoso o trabecular rodeado por tejido conjuntivo denso o compacto. Los huesos presentan dos zonas, una periférica o superficial, de aspecto sólido, formada por hueso denso o compacto y otra interna y central ocupada por hueso esponjoso o que tiene una cavidad (cavidad del hueso). Entre los espacios del hueso esponjoso o en la cavidad ósea se aloja la médula ósea hematopoyética o amarilla (con células almacenadoras de lípidos). Periostio Todos los huesos están íntimamente rodeados por una capa de tejido conjuntivo denso irregular - el periostio - sumamente vascularizada e inervada. Esta capa se adhiere fuertemente a la superficie externa de los huesos mediante haces de fibras colágenas denominadas fibras de Sharpey, que se introducen en forma perpendicular desde el periostio hacia las laminillas más externas del hueso denso o compacto. En las articulaciones sinoviales principalmente las superficies articulares epifisiarias cartilaginosas carecen de periostio. El periostio está compuesto por dos capas: una fibrosa externa y otra celular interna integrada principalmente por células osteógenas u osteoprogenitoras. Endostio En la superficie interna de la diáfisis los huesos largos poseen una capa muy fina de tejido conjuntivo laxo con predominio de células osteógenas y osteoblastos denominada endostio. 57 Procedimientos histológicos para estudiar al tejido óseo Descalcificación del hueso Se obtienen las muestras de hueso cuyas dimensiones deben ser de 1.5 cm de longitud por 1.0 cm de ancho y 0.5 cm de grosor aproximadamente. Pueden ser un poco más pequeñas o un poco más grandes. A continuación se fijan por varios días (depende del tamaño de la muestra) en refrigeración. Posteriormente se lavan en agua y se someten a un proceso de descalcificación sumergiendo las muestras en soluciones descalcificadoras. Se emplean para tal fin soluciones acuosas de ácidos inorgánicos, por ejemplo ácido nítrico al 5% u orgánicos como soluciones de ácido ascórbico o EDTA (ácido diaminotetrácetico). En ambos casos el procedimiento dura varios días. Las soluciones deben cambiarse cada 48 o 72 horas. La descalcificación se acelera si se utiliza un agitador en la solución. Se sabe que la descalcificación ha concluido cuando la muestra se pincha con una aguja o un alfiler y ya no se siente resistencia a la presión. Finalizada la descalcificación se procede a realizar los pasos de la técnica histológica para incluir el tejido en parafina, obtención de los cortes y se aplican varios tipos de coloraciones. Con esta técnica se estudian los componentes orgánicos del hueso: células, matriz amorfa, las fibras de colágena tipo I y la irrigación sanguínea. Hueso desgastado o lijado El procedimiento consiste en obtener las muestras de tejido óseo preferentemente de huesos secos o que ya tienen mucho tiempo de haber sido extraídos; sino es posible obtener una muestra de este tipo entonces las muestras frescas se someten a putrefacción con la finalidad de eliminar los componentes orgánicos del hueso. Para tal fin se sumergen las muestras de hueso en agua y se dejan macerar por varios días (no se debe cambiar el agua). Transcurridas unas tres o cuatro semanas se lava el hueso, se enjuagan en soluciones de alcoholes de 70% a 100% para desecarlos y luego obtener láminas delgadas con una sierra fina (láminas de de 2 a 3 mm de grosor). Este mismo procedimiento de obtener láminas delgadas se aplica a las muestras de hueso seco. Posteriormente las láminas delgadas se someten a un adelgazamiento posterior utilizando lijas de grano sumamente fino, este procedimiento requiere tiempo y paciencia para lograr desgastar manualmente las muestras hasta que se hagan translúcidas, observarlas al microscopio hasta que se observen nítidamente los componentes estructurales del hueso osteonas y/o trabéculas óseas. Obtenidas las muestras con el grosor deseados éstas vuelven a enjuagarse en alcohol absoluto, xilol y se montan entre lamina portaobjetos y cubre objetos. Dejar secar y observar. Este procedimiento sirve para estudiar los componentes inorgánicos del tejido óseo y la forma como este material se organiza y se distribuye en el tejido. Estructura microscopica del tejido oseo El tejido óseo durante su proceso de formación y maduración se clasifica en dos tipos: hueso primario o inmaduro; es el que existe durante los procesos de osificación o de reparación del tejido óseo y el hueso secundario o maduro constituido por una serie de laminillas óseas, paralelas o concéntricas. Entre ellas se disponen los osteocitos dentro de lagunas óseas y, relacionadas entre sí por sus prolongaciones que ocupan los canalículos óseos. El tejido óseo secundario o maduro se organiza de dos formas: Esponjoso Compacto 58 A) Hueso esponjoso o trabecular Está constituido por trabéculas o espículas óseas, en ellas, las laminillas óseas forman estructuras laminares que se disponen de manera tridimensional constituyendo una especie de red de aspecto esponjoso Este tipo de hueso se localiza en la epífisis de los huesos largos y en los huesos planos. El hueso esponjoso o trabecular no contiene osteonas, sino que las láminas intersticiales están de forma irregular formando unas placas llamadas trabéculas. Estas placas forman una estructura esponjosa dejando huecos llenos de la médula ósea roja. Dentro de las trabéculas están los osteocitos, los vasos sanguíneos penetran directamente en el hueso esponjoso y permiten el intercambio de nutrientes con los osteocitos. En los espacios intertrabeculares se sitúa la médula ósea: hematopoyética o roja y la amarilla, conformada por células almacenadoras de lípidos, similares a las células adiposas. La disposición reticular trabecular y la gran cantidad de vasos sanguíneos que acompañan a las trabéculas o espículas garantizan un aporte de nutrimentos a las células de la médula ósea o hematopoyética y también sirven para transportar las células sanguíneas maduras a la circulación general Aspecto con el objetivo de 10x de una sección de hueso esponjoso. Se aprecian las trabéculas óseas rodeadas de médula ósea. En otras microfotografías aparecen detalles de las trabéculas a mayores aumentos (zona encuadrada en verde) 59 B) Hueso denso o compacto En este tipo de hueso las laminillas óseas se disponen de manera circular y concéntrica alrededor de un conducto denominado de Havers, ocupado por escasa cantidad de tejido conjuntivo, células osteógenas y por donde discurren pequeños vasos sanguíneos Las unidades morfológicas del tejido óseo (maduro) están constituidas por laminillas óseas que miden de 4 a 8 μm de grosor y varios centímetros de longitud. Éstas se disponen de manera concéntrica alrededor de un vaso sanguíneo. En conjunto integran estructuras cilíndricas denominadas sistemas de Havers u osteonas. Los vasos sanguíneos de osteonas vecinas establecen comunicación lateral entre ellos a través de unos conductos denominados de Volkman Representación esquemática de un sistema de Havers u osteona. Se observan el conducto de Havers, las laminillas concéntricas y la posición que ocupan, entre ellas, los osteocitos. Conducto de Volkmann que une dos sistemas de havers. Y que pasan vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas. 60 Osteogénesis u osificación El tejido óseo tiene origen mesodermal. Se desarrolla embriológicamente siempre en lugares en los que el tejido mesenquimatoso ha originado previamente un tejido conjuntivo menos especializado: láminas conjuntivas densas o tejido cartilaginoso. Este reemplazo de un tejido conjuntivo por otro que posee mayor especialización y diferenciación reafirma la calidad de plasticidad que poseen los tejidos conjuntivos o de sostén. Existen dos tipos de osificación: Osificación membranosa o conjuntiva o sindesmósica. Osificación cartilaginosa o endocondral. La osificación conjuntiva o membranosa forma tejido óseo a partir de láminas o membranas conjuntivas. La osificación cartilaginosa o endocondral origina tejido óseo a partir de un molde cartilaginoso que tiene una forma similar, pero en pequeño, del hueso al que dará origen. Generalmente los huesos planos se forman mediante la osificación conjuntiva o membranosa y los huesos largos, cortos e irregulares a través de la osificación endocondral o cartilaginosa. Cualquiera de los dos procesos de osificación originarán los dos tipos de tejido óseo que se conocen: hueso esponjoso o trabecular (espículas o trabéculas óseas) y hueso denso o compacto (sistemas de Havers). Osificación membranosa o conjuntiva Este tipo de osificación se inicia en el interior de una membrana conjuntiva, constituida por: A. Numerosas células mesenquimatosas en proceso de diferenciación celular para transformarse en células osteógenas u osteoprogenitoras, B. Abundantes vasos sanguíneos, responsables de provocar en el lugar de la osificación, un incremento del nivel de oxígeno en el territorio tisular, C. Cantidades variables de matriz ósea amorfa (glucosaminoglicanos, proteinoglicanos, y glicoproteínas). D. Algunas fibras colágenas inmaduras (colágena tipo I). Las células osteógenas proliferan activamente, sintetizan y secretan las sustancias antes mencionadas. Al proseguir la diferenciación celular, las células osteógenas adoptan una forma poligonal cuboidea o ligeramente cilíndrica, con un citoplasma basófilo, núcleo excéntrico y se transforman en osteoblastos. Estos se disponen en un principio en forma irregular alrededor de la zona de producción de matriz ósea orgánica pero poco después se alinean en la superficie de la lámina conjuntiva primaria que ellas mismas secretan; emiten una serie de prolongaciones las cuales les permiten unirse a osteoblastos vecinos. 61 Fotomicrografía de una zona de formación del osteoide. Inicio de la osificación membranosa o conjuntiva. Tricrómico de Mallory 200x En esta imagen se distinguen el conjunto de células y matriz fibrilar que intervienen en la osificación membranosa, conjuntiva o sindesmósica. Se observan, de arriba hacia abajo: a) Tejido mesenquimatoso, b) Membrana conjuntiva embrionaria, c) Diferenciación de las células mesenquimatosas en osteógenas, d) Las osteógenas se diferencian en osteoblastos, e) Los osteoblastos inician la síntesis y secreción de matriz orgánica para constituir el osteoide. Diferenciación de osteoblasto y formación de matriz ósea orgánica (osteoide). La lámina conjuntiva o eje fibroso está constituido por pequeños haces de fibras colágenas, embebidas en la matriz ósea amorfa (osteomucoide). Presencia y actividad de G.A.Gs., proteínoglicanos y glicoproteínas (moléculas de adhesión celular; ver componentes de la matriz ósea orgánica). Las fibras colágenas unidas entre sí, por la matriz amorfa, integran un complejo orgánico llamado osteoide. Al establecer conexiones con otros osteoblastos mediante delgadas prolongaciones citoplasmáticas y también con el endotelio de los capilares sanguíneos; se encargan de extraer, de la circulación sanguínea, sales de calcio, (fosfatos y carbonatos). Posteriormente Los osteoblastos, utilizando un complicado proceso enzimático en el cual interviene activamente La enzima fosfatasa alcalina propician el depósito en la matriz ósea orgánica de las sales de calcio en la forma de cristales de hidroxiapatita. Génesis y formación de la espícula ósea primaria. El osteoide empieza a calcificarse, algunos osteoblastos se incorporan a la matriz ósea. Tinción tricrómico de Masson 400x. Lo mencionado anteriormente está relacionado con los estudios realizados para investigar la manera de cómo los cristales de hidroxiapatita son depositados en la matriz órganica; en la actualidad se conoce que estos cristales se impregnan en las zonas electronlúcidas de las estriaciones periódicas de las fibras colágenas; la intervención de la osteocalcina en este procedimiento es de particular necesidad. El depósito de sales de calcio en el osteoide da lugar a la formación de laminillas óseas. Integración de espículas óseas aisladas para formar una red tridimensional de hueso primario. Las células mesenquimatosas pueden diferenciarse en osteógenas y luego en osteoblastos o en células progenitoras de las células sanguíneas. Conforme las células osteógenas se transforman en otros osteoblastos y éstos originan laminillas óseas adicionales, los osteoblastos anteriores quedan atrapados entre las laminillas óseas, ocupando espacios denominados lagunas óseas. Las laminillas óseas confluyen entre laminillas vecinas y de esa manera generan estructuras reticuladas tridimensionales que circunscriben espacios poligonales en los cuales se observan osteoblastos en las superficies de las laminillas, vasos sanguíneos y tejido conjuntivo mesenquimatoso. 62 Fotomicrografía de una zona de osificación membranosa o conjuntiva en la que observan laminillas óseas con osteoblastos en sus superficies; osteocitos en el interior de la matriz y algunos osteoclastos situados en las lagunas de Howship. Las células mesenquimatosas orientadas a diferenciarse en células del tejido óseo darán origen a osteoblastos y osteocitos; en tanto los vasos sanguíneos existentes en el tejido mesenquimatoso acarrearán células de la estirpe monocitos – macrófagos para que ellas migren al intersticio celular y allí se diferenciarán en osteoclastos. Fotomicrografía de una zona de osificación membranosa. De la esquina superior izquierda hacia la esquina inferior derecha se observan a) tejido mesenquimatoso, b) membrana conjuntiva, c) osteoide, d) laminillas óseas y e) tejido mesenquimatoso interlaminillar. Las prolongaciones de los osteoblastos quedan situadas en el interior de canalículos óseos que se forman en la matriz. Cuando las células alcanzan este estadio se transforman en osteocitos Los osteoblastos se transforman en osteocitos cuando quedan confinados entre las laminillas óseas calcificadas y se comunican entre ellos a través de los canalículos óseos. Fotomicrografía de una zona de osificación membranosa. Tinción de Von Kossa y H- E. 200x. Se observan laminillas óseas con osteocitos en su interior; el color negro en el interior de las laminillas óseas es la demostración de la impregnación de sales de calcio. La presencia de capilares sanguíneos en la zona de osificación es de suma importancia pues favorece el aporte de sustancias nutritivas para la síntesis de la matriz ósea orgánica y el acarreo de sales de calcio para el depósito de cristales de hidroxiapatita El esquema representa la formación de los huesos del cráneo en un feto. Se observan tres centros de osificación membranosa en proceso de expansión centrípeta (frontal, parietal y occipital) entre estos huesos se distinguen las fontanelas. Con la adición de más laminillas óseas y la formación de otros puntos de osificación que irradian a partir del primero, se constituyen espículas o trabéculas óseas, aisladas entre sí en un principio; pero luego confluyen poco a poco para integrar una red tridimensional, en cuyos espacios persiste la presencia de tejido mesenquimatoso muy vascularizado. 63 Esquema que muestra el estado más avanzado de la osificación del neuro cráneo. Las fontanelas estàn representadas de color celeste. De esta manera se forma un centro de osificación que irradia las espículas para extenderse y formar el hueso. En la parte externa de esta masa trabecular ósea el tejido mesenquimatoso se diferencia y se organiza para formar una capa de tejido fibrocelular denso, bastante irrigado conocido como periostio. El periostio está integrado por: Una capa de fibras colágenas externa Una capa celular interna constituida principalmente por células osteoprogenitoras (osteógenas) que se diferencian en osteoblastos. Estos son responsables del depósito de matriz ósea, en forma de laminillas dispuestas de manera paralela entre ellas, encima del hueso primario, formándose así una capa de hueso denso o compacto. Con este procedimiento se forman los huesos planos. Microfotografía de una zona de osificación membranosa más avanzada. Se observan dos zonas de diferenciación; en el centro una futura osteona y a la derecha una zona de diferenciación de médula hematopoyética. El tejido mesenquimatoso que permanece entre las espículas óseas, se diferenciará en dos estirpes celulares: 1. Si la osificación genera hueso esponjoso o trabecular, las células mesenquimatosas se transformarán en células progenitoras de células sanguíneas, para diferenciarse en los componentes de la médula hematopoyética. 2. Si el hueso primario origina hueso denso o compacto, entonces las células se diferenciarán en células osteógenas y estas en osteoblastos que depositarán laminillas óseas, de manera concéntrica y centrípeta en las cavidades mencionadas formando sistemas de Havers u osteonas. Conforme continúa el crecimiento total del hueso, éste se remodela constantemente; parte de la matriz ósea formada es reabsorbida en una de sus superficies por osteoclastos, mientras que por el otro lado, donde está situado el periostio, los osteoblastos van añadiendo nuevas laminillas o espículas óseas. En este continuo producir y reabsorber tejido óseo, el hueso crece y también se expande la cavidad que se está generando. 64 Osificación cartilaginosa o endocondral En las regiones del organismo donde se van a formar huesos mediante este procedimiento, primero se generan moldes cartilaginosos, que esbozan las formas que tendrán los futuros huesos: cortos irregulares y largos Moldes cartilaginosos del miembro inferior (posterior) de un mamífero (pelvis, femur, tibia y peroné, tarso y falanges) Cada molde cartilaginoso está rodeado de pericondrio; los condroblastos y condrocitos generan matriz cartilaginosa de manera continua. Al iniciarse la osificación, los vasos sanguíneos del pericondrio penetran en el cartílago, desencadenando los procesos de osificación. Molde cartilaginoso en el cual se observa el inicio del proceso de osificación endocondral. En la diáfisis se percibe la presencia del manguito óseo. Tricrómico de Shorr 100x. Los condrocitos dejan de secretar matriz y aumentan de tamaño por una mayor concentración de oxígeno y nutrimentos como grumos de glucógeno. Sucede lo mismo con la laguna cartilaginosa; esto propicia que la matriz territorial e interterritorial se condensen y dificulte la nutrición del cartílago y ocasione la erosión del mismo y por consiguiente la muerte de los condrocitos mediante procesos apoptósicos. Representación esquemática del inicio de la osificación endocondral y la penetración de un vaso sanguíneo en la diáfisis para originar el manguíto óseo. Krstic 1986. De manera simultánea, las células osteocondrógenas que penetraron junto con los vasos sanguíneos al interior del cartílago, se diferencian en células osteógenas y posteriormente en osteoblastos, los cuales inician la formación de laminillas óseas mediante osificación membranosa dispuestas debajo del pericondrio que, ante este hecho, se transforma en periostio, las laminillas óseas integran una capa delgada de hueso que rodea totalmente a la diáfisis, constituyendo de esta manera el denominado “manguito óseo” o “Collarete Oseo”. 65 Representación esquemática del incremento de la irrigación sanguínea diafisiaria y la consiguiente destrucción del cartílago y la continuación de la osificación endocondral. Krstic, 1986. Representación esquemática ampliada de la penetración de un vaso sanguíneo, la calcificación de la matriz cartilaginosa (color negro) y la hipertrofia de los condrocitos. Bloom y Fawcett. Las células osteógenas que penetraron más profundamente secretan osteoide en los restos de la matriz cartilaginosa y luego, como osteoblastos, depositan sales de calcio en ella. Así se forman espículas y trabéculas óseas que paulatinamente van confluyendo para integrar una red tridimensional ósea similar a la generada mediante la osificación conjuntiva. Las espículas óseas al aumentar de grosor, por el depósito de laminillas óseas adicionales, contienen en su interior a los osteoblastos transformados en osteocitos. Poco tiempo después hacen su aparición los osteoclastos que resorben y remodelan el hueso Fotomicrografía mostrando los efectos de la penetración de un vaso sanguíneo en el cartílago diafisiario Se forman trabéculas óseas con presencia de osteoblastos en sus superficies, osteocitos en el interior de las mismas y osteoclastos (flecha roja) ocupando lagunas de Howship. Tricrómico de Shorr 200x De esta manera quedan constituidos los componentes de un hueso: en la parte externa las laminillas óseas subperiósticas forman hueso compacto y en la parte interior la trama tridimensional constituye el hueso esponjoso. Las células mesenquimatosas que penetraron junto con los vasos sanguíneos se diferenciarán en células progenitoras de la médula ósea hematopoyética o las células precursoras de las células sanguíneas arribarán a esta región transportadas desde el hígado. La osificación prosigue en ambas direcciones hacia las dos epífisis 66 Representación esquemática de una etapa más avanzada de la osificación endocondral. La hipertrofia de condrocitos se dirige hacia las dos epífisis. El manguito óseo o collarete oseo se extiende en la misma dirección con excepción de las futuras superficies articulares de las epífisis. Sobotta 1904. Secuencia que muestra la osificación de un molde cartilaginoso, los tres centros de osificación y el cartílago de crecimiento, epifisiario o de conjunción en el cual se distinguen las diversas zonas de transformación del cartílago a tejido óseo. A continuación se inician procesos similares de osificación epifisiaria; primero en la epífisis proximal y después en la distal. Observar las secuencias que se generan en el molde cartilaginoso en la representación esquemática Fotomicrografía de la osificación de un molde cartilaginoso vertebral. Transformación del cartílago erosionado en hueso esponjoso. Tinción de tricrómico de Masson 400x. Se observan los siguientes componentes: a) Núcleo pulposo, b) Fibrocartílago, c) Cartílago hialino, d) Trabéculas o espículas óseas y e) Médula ósea hematopoyética. Dibujo realizado por Sobotta en 1904 de la osificación cartilaginosa de las falanges más distales de un dedo. El collarin o manguito óseo (rojo) de la diáfisis ha originado un hueso denso o compacto La calcificaciòn del cartílago está representada de color negro. 67 Desarrollo de los huesos largos El molde cartilaginoso remeda en pequeño la forma que tendrá un hueso largo en el individuo adulto. En los moldes cartilaginosos de los huesos largos se forman dos o tres centros de osificación. El primero se genera en la diáfisis, los otros se formarán en las epífisis, de manera secuencial en la proximal y distal respectivamente. El vaso sanguíneo que se introduce en la parte media de la diáfisis inicia la formación por debajo del futuro periostio, de una cubierta laminar ósea, denominada “collarín o manguito óseo” que rodea totalmente a esta porción del molde cartilaginoso. En la parte interna se forma hueso esponjoso o trabecular En el hueso esponjoso diafisiario, por acción de osteoclastos, se forma la cavidad medular de los huesos largos, en la que se continúa desarrollándose la médula hematopoyética; en la etapa adulta del individuo el canal medular diafisiario está ocupado por la médula amarilla, constituida principalmente por células almacenadoras de lípidos. En las epífisis proximal y distal también se inician los procesos de osificación. Entre estos procesos que prosiguen su desarrollo de osificación acercándose entre sí permanece una zona de cartílago hialino activo, conocido como cartílago de crecimiento, epifisiario o de conjunción. Fotomicrografía del extremo proximal de un hueso largo. Se visualiza en la porción superior la epífisis en proceso de osificación. A continuación el cartílago de crecimiento, epifisiario o de conjunción y en la parte inferior el proceso de osificación diafisiario. Tinción tricrómico de Masson. 100x Mediante la transformación paulatina de este cartílago en tejido óseo, los huesos largos crecen en longitud; en cambio aumentarán su diámetro mediante aposición de laminillas óseas generadas por osteoblastos localizados en el periostio y erosión interna del canal medular por acción de osteoclastos. El cartílago de crecimiento o epifisiario permite el crecimiento del hueso en longitud porque no solo se transforma en hueso sino que el mismo cartílago incrementa su matriz y el número de condrocitos. El crecimiento del cartílago se produce por estímulos de hormonas tiroideas e hipofisiarias. La hormona del crecimiento o somatotrófica de la hipófisis es la responsable indirecta del crecimiento en longitud de los huesos. Esta hormona es transportada por la circulación sanguínea al hígado y allí es modificada para constituir una hormona denominada Somatomedina que junto con diversos factores locales (sintetizados y liberados por condrocitos, fibroblastos y células endoteliales de los vasos sanguíneos regionales) o circulantes como los factores de crecimiento tipo insulina, la vitamina D, los estrógenos, la progesterona, retinoides y glucocorticoides regulan el desarrollo y remodelación del hueso durante la vida del individuo. Las transformaciones que se producen en el cartílago de crecimiento se pueden resumir con relación a las zonas diferenciables microscópicamente existentes en el interior de este cartílago. 68 1. Zona de cartílago de reserva o de reposo. En esta zona se sitúan los condrocitos aislados o formando grupos isógenos. No se observan células en proceso de mitosis. Son los condrocitos que reciben el estímulo de la somatomedina. Ante este estímulo los condrocitos sintetizan y liberan una proteína denominada Indian hedgehoh (Ihh) que mediante secreción paracrina regula la proliferación de los condrocitos y retrasa la hipertrofia de las células cartilaginosas. 2. Zona de proliferación o de cartílago seriado. Ante la acción de la proteína Ihh los condrocitos se multiplican profusamente y esto hace que se dispongan unos después de otros, formando pilas o columnas de células; entre ellas se sitúa la matriz cartilaginosa que inicia un proceso de condensación. Fotomicrografía que muestra las en los dos tercios superiores la zona de proliferación o de cartílago seriado del cartílago de crecimiento; en la parte inferior se observan los condrocitos hipertróficos. 3. Zona de cartílago hipertrófico La difusión de mayor aporte de sustancias nutritivas y de oxígeno a través de la matriz cartilaginosa, provenientes de la sangre transportada por los capilares sanguíneos situados inicialmente en la zona ce osificación diafisiaria, propicia el crecimiento y vacuolización de los condrocitos (mayor almacenamiento de glucógeno y lípidos), la síntesis de fosfatasa alcalina, el aumento de las lagunas cartilaginosas y una mayor condensación de la matriz. Los condrocitos de esta zona influyen en la mineralización de la matriz densa circundante; secretan factor de crecimiento endotelial vascular para la formación de nuevos capilares, producen colágeno X que los marca como los condrocitos que deben morir por apoptosis. 4. Zona de erosión y calcificación La cercanía de capilares sanguíneos produce la aparente destrucción de los condrocitos, (estudios efectuados mediante fijación por perfusión y congelación instantánea del cartílago de crecimiento demuestran, en esta zona, a los condrocitos con características ultraestructurales de células funcionales) aumento de la condensación de la matriz cartilaginosa y el consiguiente depósito de sales de calcio. En esta zona se observan entre las columnas de cartílago calcificado osteoclastos los cuales resorberán las columnas de cartílago mineralizado para que se formen los espacios de este hueso que será considerado trabecular, espicular o esponjoso. 5. Zona de osificación Las células mesenquimatosas transportadas junto con los vasos sanguíneos se diferencian en osteoblastos, éstos secretan oseina y la impregnan con sales de calcio, generándose así, laminillas óseas y posteriormente las trabéculas o espículas óseas. El resto de células mesenquimatosas y aquellas acarredas por los vasos sanguíneos provenientes del parénquima hepático fetal se diferenciarán en osteoclastos y en células de la médula ósea hematopoyética 69 Se observa una laminilla ósea de una osificación endocondral teñida de dos colores; de color celeste la matriz cartilaginosa carente de condrocitos y una zona periférica de color azul oscuro con osteocitos, osteoblastos y osteoclastos. Tinción con el tricrómico de Mallory 400x Sobotta y Welsch, 2009. En esta zona existen espículas óseas que muestran dos porciones: a) una interna, menos teñida que indica la presencia de matriz cartilaginosa aún no osificada totalmente y b) otra externa, coloreada más intensamente que demuestra mayor osificación pues se observan laminillas óseas con osteocitos entre ellas y osteoblastos situados en las porciones más periféricas de las espículas, también se pueden visualizar algunos osteoclastos. Fotomicrografía del cartílago de crecimiento, epifisiario o de conjunción. Los números indican las cinco zonas mencionadas. En la zona 5 se observan las células de la médula hematopoyética. Representación esquemática de de la metáfisis de un hueso maduro. Se observa la disposición de las osteonas en el hueso denso y las espículas o trabéculas óseas en el hueso esponjoso. 70 Tejido Sanguíneo – Apo 5 La sangre, llamada también tejido sanguíneo, es un tejido conjuntivo especializado. Aunque en sentido estricto no contribuye a unir físicamente un tejido con otro, si los relaciona a plenitud ya que transporta una serie de sustancias de un conjunto de células a otro. Utilizando para tal fin una extensa e intrincada red de vasos que constituyen parte del aparato circulatorio sanguíneo. A la sangre se le considera integrante del tejido conjuntivo porque tiene origen embriológico proveniente del mesénquima, tejido primitivo formado por células indiferenciadas y pluripotentes (células que dependiendo de su código genético específico y del microambiente que las rodea pueden originar células de morfología y funcionalidad distintas). Del mesénquima también se forman los componentes celulares de los diversos tipos de tejido conjuntivo y, en el caso de la sangre las células mesenquimatosas originan en la etapa embrionaria (islotes hematopoyéticos en el saco vitelino) y fetal (parénquima hepático) los componentes celulares sanguíneos - eritrocitos, leucocitos y plaquetas - y en la vida postnatal del individuo, las células de la sangre se diferencian de una población celular que se renueva constantemente localizada en la médula de los huesos (médula ósea o hematopoyética). Una parte de los tipos celulares de la sangre (leucocitos), migran de los vasos sanguíneos hacia la matriz extracelular del tejido conjuntivo y allí ejercen sus funciones. Los eritrocitos y las plaquetas ejercen su acción en el interior de los vasos sanguíneos. El volumen sanguíneo de un individuo se calcula en un 7% del peso corporal total. Por ejemplo una persona que pesa 80 kilos tiene un volumen de aproximadamente 5.5 litros de sangre. Cuando la sangre se extrae de los vasos sanguíneos permanece un tiempo corto en estado líquido, posteriormente se coagula y adquiere una consistencia gelatinosa densa; el volumen se retrae (coágulo) y se libera un líquido denominado suero sanguíneo. En cambio, si a la sangre recién extraída se le procesa para evitar la coagulación (adición de sustancias anticoagulantes como la heparina, citrato de sodio o de potasio, ácido etildiaminotetracético o EDTA) y se le deja en reposo entonces las células sedimentan y en la parte superior queda un líquido denominado plasma. Cuando la sangre no coagulada se centrifuga en tubos especiales (tubos de Wintrobe) las células sedimentan más rápidamente en el fondo de los tubos. De esta manera, se observa una columna que tiene tres estratos, uno superior, de color ambarino, constituido por el plasma; un estrato inferior de color rojo oscuro de eritrocitos centrifugados y, en medio, una capa pequeña, blanquecina de 1 a 2 % del total, donde se encuentran los leucocitos y las plaquetas. 71 Tubos de Wintrobe, conteniendo a) Sangre no coagulada b) después que la muestra ha sido sometida a centrifugación: Determinación del hematocrito. Frotis o Extendido Un frotis o extendido de sangre es un mecanismo científico que consiste en el extendido de una gota de sangre sobre la superficie de un portaobjetos o de un cubreobjetos, con el fin de analizarla posteriormente al microscopio. Las alteraciones singulares en la forma de las células, pueden ser una identificación específica de algunas enfermedades. La fidelidad de la información obtenida de los frotis depende en gran parte de la calidad con que se hayan hecho estas preparaciones. Estas no deben ser demasiado gruesas porque las células se amontonarían y no podrían ser reconocidas ni diferenciarse, ni demasiado delgadas porque las células se deformarían, distorsionarían y destruirían. Por eso los frotis de sangre deben ser bien nivelados y para obtener buenos resultados es necesario que: 1. Tanto portaobjetos como cubreobjetos deben estar bien limpios y desengrasados (preferentemente nuevos). 2. La gota de sangre usada para la preparación del frotis no debe ser muy grande ni pequeña, de preferencia del tamaño de la cabeza de un alfiler (entre 2 y 3 mm), obtenida por punción capilar. 3. La sangre no haya estado en contacto con anticoagulante, pues podría deformarse la morfología celular si pasase esto. 4. La lectura de las extensiones se hará en las zonas donde los eritrocitos "casi se tocan". 72 Composición de la sangre La sangre está compuesta por el plasma, sustancia intercelular líquida y un conjunto de células, suspendidas en el plasma. PLASMA SANGUÍNEO El plasma sanguíneo es el fluido extracelular de la sangre. Comprende el 55% del volumen total. Es de un color ambarino claro, con pH ligeramente alcalino (7.3 a 7.4). El plasma sanguíneo está constituido por sustancias inorgánicas y orgánicas. 1. Sustancias inorgánicas Agua: La sangre contiene 90% de agua, concentración que se mantiene en equilibrio constante entre la ingestión (aparato digestivo) y la excreción (riñones, orina; piel, sudoración y pulmones, vapor de agua exhalado). El agua interviene en la termorregulación del cuerpo. Sales minerales o electrolitos: (sustancias que al ser puesta en solución, se disocian en cationes y aniones). Provienen de los alimentos ingeridos y del producto de las reacciones químicas que se efectúan en el organismo. Ejemplos: cloruro de sodio y de potasio, bicarbonato, fosfatos y carbonatos de calcio y de magnesio, etc. 2. Sustancias orgánicas Proteínas plasmáticas: Son generalmente elaboradas y secretadas por las células hepáticas o algunas células de la sangre. Son de tres tipos: fibrinógeno, seroalbúminas y seroglobulinas. Estas proteínas intervienen manteniendo la presión osmótica y oncótica del plasma, proporcionan la viscosidad de la sangre y participan en la regulación del equilibrio ácido básico de la misma; en la defensa inmunológica del organismo (globulinas) y en la coagulación sanguínea (fibrinógeno). Sustancias nutritivas: El plasma sanguíneo contiene los productos finales del metabolismo de los alimentos: aminoácidos, glucosa, ácidos grasos y glicerol (grasas neutras), vitaminas. Gases: El oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrógeno, se encuentran disueltos en el plasma. El ácido carbónico proveniente de los tejidos llega a la sangre de manera constante y es transformado por los amortiguadores (bicarbonato, fosfato de sodio, proteínas, etc.) que lo neutralizan. Productos del metabolismo proteínico: El ácido úrico, la urea, la creatinina, y otros componentes se transportan por el plasma sanguíneo para ser excretadas por los riñones y otros órganos de eliminación. Hormonas y anticuerpos: Las hormonas, sustancias secretadas por las glándulas endocrinas, utilizan la sangre como un medio para ser transportadas y llegar rápidamente a los órganos “blanco”, donde ejercerán su acción. Los anticuerpos (seroglobulinas) son sustancias proteínicas elaboradas por un tipo de células de la sangre - linfocitos B, que al ser estimuladas por agentes extraños denominados antígenos, se diferencian en células plasmáticas que sintetizan y liberan anticuerpos. Los anticuerpos se oponen, neutralizan y destruyen a los agentes extraños que pueden ocasionar daño al organismo como por ejemplo, bacterias y virus. 73 Células Sanguíneas Las células de la sangre y estructuras similares a las células son: los glóbulos rojos (eritrocitos o hematíes), glóbulos blancos (leucocitos) y plaquetas. A. Eritrocitos, hematíes o glóbulos rojos Estas células, al microscopio, se observan como discos bicóncavos. En los vertebrados mamíferos y en la especie humana carecen de núcleo. En otros animales vertebrados como peces, anfibios, reptiles y aves son células nucleadas. En la especie humana miden 7.5 micrómetros de diámetro aproximadamente. El eritrocito también posee agua, anhidrasas carbónicas y un pigmento proteínico denominado hemoglobina. La hemoglobina es un pigmento constituido por una proteína conjugada de alto peso molecular y de un pigmento llamado hematina o grupo Hem que contiene hierro. Este pigmento está considerado un elemento químico esencial de la sangre. La vida útil de los eritrocitos es de 100 a 120 días, después son destruidos por células especializadas que forman parte del parénquima del bazo (hemocateresis). Los eritrocitos se forman en la médula ósea, órgano hematopoyético situado en el interior del tejido óseo. FUNCIÓN DE LOS ERITROCITOS: Los eritrocitos poseen varias funciones, pero la principal y más importante es la de transportar oxígeno de los pulmones a las células y tejidos. B. Leucocitos o glóbulos blancos Los leucocitos son células, que a diferencia de los eritrocitos humanos, sí poseen núcleo y una serie de organelos citoplasmáticos. Se les conoce también como glóbulos blancos porque carecen de pigmentos. Cuando están agrupados, exhiben un color blanquecino cremoso. Existen 5 tipos de leucocitos que se pueden clasificar por dos criterios: Forma del núcleo Presencia o ausencia de gránulos específicos. Los gránulos se diferencian porque se tiñen de diversos colores cuando, las células sanguíneas se extienden en una lámina portaobjetos (frotis de sangre) y se les aplica una coloración mixta o neutra, formada por colorantes ácidos y básicos, según el procedimiento de Romanovsky, por ejemplo, eosina (colorante ácido) y azul de metileno (colorante básico). 74 Por la forma del núcleo y la presencia o ausencia de gránulos los leucocitos se denominan: Polimorfos nucleares o granulocitos: tienen los núcleos lobulados y poseen, en el citoplasma, gránulos específicos que se tiñen selectivamente con un determinado color, ejemplo, neutrófilos, eosinófilos y basófilos. Mononucleares o agranulocitos: poseen núcleos esféricos o ligeramente escotados, sin lobulaciones; el citoplasma carece de granulaciones específicas, ejemplos: linfocitos y monocitos. Los leucocitos se originan en la médula ósea, pero algunos de ellos como los linfocitos, adquieren su capacidad funcional en el parénquima del bazo, del timo, ganglios linfáticos, amígdalas y folículos linfáticos situados en el aparato digestivo, respiratorio y urogenital. El número de leucocitos puede aumentar en las enfermedades infecciosas agudas como la apendicitis, neumonía y abscesos, etc. Este incremento es un signo evidente de infección que ayuda al médico para diagnosticar alguna de esas enfermedades. Al aumento se le conoce con el nombre de leucocitosis. Los leucocitos pueden disminuir en número en enfermedades crónicas como la tuberculosis y el cáncer, y a este estado se le conoce como leucopenia. Los leucocitos tienen la capacidad de abandonar los capilares sanguíneos mediante movimientos ameboideos (diapedesis) y así llegar a los tejidos donde ejercen su acción. Los leucocitos, a diferencia de los eritrocitos, desarrollan sus funciones fuera del torrente circulatorio. Los leucocitos son atraídos a los tejidos mediante una serie de sustancias químicas (quimiotaxis) elaboradas por los agentes bacterianos o virales que producen infección o por sustancias liberadas por las células y tejidos afectados. La vida media de los leucocitos es de algunas horas hasta 9 a 10 días aproximadamente La proporción porcentual de los diferentes leucocitos es: Neutrófilos............. 55 al 60% Linfocitos............... 20 al 30% Eosinófilos............ 1 al 3% Basófilos............... 0 al 0.5 % Monocitos............. 3 al 8% 75 Polimorfos nucleares o granulocitos Neutrófilos Son las células más abundantes. Los neutrófilos miden aproximadamente de 12 a 15 micrómetros de diámetro. En el citoplasma, los neutrófilos poseen gránulos específicos que se tiñen, de un color violeta, con una mezcla de colorantes ácidos (eosina) y básicos (azul de metileno) y gránulos inespecíficos o azurófilos. Sus núcleos son lobulados y pueden tener de 3 a 6 lóbulos, unidos por puentes de cromatina; el número de los lóbulos depende de la edad de la célula. Los neutrófilos son los leucocitos que primero llegan a los lugares donde existe invasión bacteriana. En ese lugar se libera un mediador químico que es transportado a la médula ósea donde estimula la proliferación y maduración de neutrófilos. De esta manera se incorporan a la sangre neutrófilos jóvenes que se reconocen porque poseen un núcleo alargado, en forma de salchicha, sin lobulaciones: neutrófilos de núcleo en banda o abastonados. En el lugar de la infección, los neutrófilos atraviesan las paredes de los capilares sanguíneos, atraídos por un factor quimiotáctico producido en la zona afectada, y llegan al líquido intersticial, emiten pseudópodos y fagocitan a la bacteria para destruirla mediante las sustancias que contienen en su interior los gránulos específicos e inespecíficos Los neutrófilos sintetizan leucotrienos, sustancia que se origina a partir de los ácidos araquidónicos contenidos en la membrana celular y que, al ser liberados, inician el proceso inflamatorio. Si la infección es grave e intensa los neutrófilos suelen morir en grandes cantidades, el producto de esa degeneración y muerte de los neutrófilos es una sustancia densa y amarillenta denominado el pus. Los neutrófilos de los mamíferos en las aves se denominan HETERÓFILOS. La morfología es diferente ya que presentan gránulos citoplasmáticos específicos en forma de bastón o grano de arroz. Los heterófilos equivalen a los Neutrófilos en Aves, pero su núcleo suele ser bilobulado, y sus granulocitos carecen de la enzima mieloperoxidasa, característica de los neutrófilos. 76 Eosinófilos Existen en una proporción del 1% al 3-4% del número total de glóbulos blancos. Miden aproximadamente entre 10 a 12 micrómetros de diámetro. Sus núcleos son bilobulados, dos lóbulos unidos por un pequeño puente de cromatina Así mismo, intervienen en la lucha contra las infecciones. Hacen su aparición en el lugar de la infección después de producirse la fase aguda al generarse en el lugar, el factor quimiotáctico de los eosinófilos, leucotrienos e histamina Se encargan de limpiar las células de bacterias y neutrófilos muertos y se cree que combaten los efectos de la histamina y otros mediadores de la inflamación. Basófilos Son los leucocitos menos numerosos; constituyen el 0.5% al 1% del total de glóbulos blancos. Miden de 10 a 12 micrómetros de diámetro. El núcleo de los basófilos también es lobulado, puede ser trilobulado o tener la forma de una “S”. Casi siempre el contorno del núcleo no se observa con facilidad porque se encuentra oculto parcialmente por la presencia de los gránulos específicos que se tiñen de un color azul oscuro (se tiñen con el azul de metileno). La intensidad de la basofilia de los gránulos específicos se debe a la concentración de abundantes moléculas de sulfato ligados a los G.A.Gs heparina y heparán sulfato. La función de los basófilos es coincidente con las funciones de los mastocitos o células cebadas, esta similitud aún no está lo suficientemente aclarada. Se ha demostrado que los gránulos contienen heparina, que es un anticoagulante, e histamina, sustancia vasodilatadora, así como factor quimiotáctico de los eosinófilos y peroxidasa, por lo que se piensa que participan en las reacciones alérgicas, especialmente para atraer a los eosinófilos a las zonas de mayor reacción antigénica. En el plasmalema tienen receptores para la inmunoglobulina E 77 Mononucleares o Agranulocitos: Linfocitos Son células pequeñas, miden aproximadamente de 7 a 9 micrómetros de diámetro. Constituyen del 20% al 30% del total de los glóbulos blancos. Poseen un núcleo voluminoso esférico que ocupa casi todo el citoplasma y, éste se sitúa alrededor del núcleo en forma de un anillo. El citoplasma exhibe una leve basofilia. Algunos linfocitos presentan núcleos con una ligera escotadura en la cual el citoplasma posee escasos gránulos azurófilos (granulación inespecífica) Existen 3 tipos de linfocitos: B, T y células nulas o linfocitos NK Los linfocitos tienen muy poco desarrollada la capacidad de fagocitosis, por lo que el papel que desempeñan en la defensa del organismo, se basa en gran parte, en la capacidad que tienen los linfocitos B en diferenciarse a células plasmáticas, estadios funcionales de los linfocitos B. o los linfocitos Tk citotóxicos capaces de destruir células extrañas o afectadas por virus. Los linfocitos no son funcionales en el interior del torrente circulatorio. Adquieren capacidad inmunológica cuando, desde sus sitios de origen en mamíferos, se dirigen a la médula ósea o en aves, hacia la bolsa de Fabricio para diferenciarse en linfocitos B y cuando se dirigen hacia la corteza del timo para transformarse en linfocitos T. Posteriormente vuelven a la circulación sanguínea y, ante la presencia de un antígeno específico, tanto los linfocitos B y T experimentan mitosis originando clonas de células similares, constituyendo dos poblaciones de células: las de memoria y las células efectoras. Monocitos Son los leucocitos más grandes de la sangre: pueden medir de 15 a 22 micrómetros de diámetro. Existen en un porcentaje del 2% al 8%. El núcleo es voluminoso, de forma arriñonada y con ciertas escotaduras. Presentan abundante citoplasma que se tiñe de un color ligeramente gris azulado. Se suelen observar gránulos escasos azurófilos. Cuando abandonan la circulación sanguínea, se transforman en los macrófagos, células que ejercen su acción en el tejido intersticial. Los monocitos incrementan su porcentaje sanguíneo en enfermedades crónicas como la tuberculosis. Los monocitos son células que desarrollan una gran capacidad de fagocitosis. Se ha demostrado que los macrófagos intervienen como células intermediarias en la defensa inmunológica del organismo, pues se encargan de fagocitar los antígenos y prepararlos para que después los linfocitos Th los procesen y transfieran a los linfocitos B con la finalidad que se diferencien en células plasmáticas. Por esta razón se les conoce como células presentadoras de antígenos. 78 Las Plaquetas No se consideran células estrictamente hablando, ya que son el producto del fraccionamiento de los megacariocitos, células que se desarrollan en la médula ósea, junto con los eritrocitos y leucocitos. No poseen nucleo en los mamiferos Las plaquetas son pequeñas porciones del citoplasma de los megacariocitos que se fragmentan al atravesar los capilares sanguíneos de la médula hematopoyética. Las plaquetas desempeñan un papel básico en la coagulación sanguínea. Las plaquetas en las aves reciben el nombre de TROMBOCITOS. Tienen estructura diferente ya que son células completas, poseen nucleo, y cumplen la misma función que las plaquetas en los mamíferos. Se puede observar muchos eritrocitos, y unas pequeñas agrupaciones de plaquetas. 79 Resumen 80 Tejido y sistema nervioso – Apo 6 Todos los seres vivos necesitan establecer relaciones con el medio que los rodea e inclusive con su medio interno, con la finalidad de poder realizar las funciones que le permitan continuar desarrollando sus procesos vitales. Las funciones de asimilación (digestivas y respiratorias), las funciones de excreción o eliminación de productos tóxicos (urinarias o respiratorias), las de reproducción y las de relación y traslación (sistema óseo - muscular) requieren estar coordinadas adecuadamente para que el ser vivo pueda cumplir con una de las leyes biológicas, la perpetuación de la especie a la que pertenece. Los seres unicelulares o pluricelulares, en diferente grado y nivel, establecen entre sus partes esa relación con su propio medio o con el que los rodea. Los individuos unicelulares establecen la relación con el medio externo a través de la membrana (empleando para tal fin una serie de receptores que forman parte de la misma) y, por intermedio de un conjunto de mediadores o mensajeros químicos localizados en el citoplasma que enlazan lo percibido por la membrana con los componentes del citoplasma y el núcleo. Los seres pluricelulares conforme evolucionaron se hicieron más complejos en su estructura morfológica, por lo tanto, necesitaron desarrollar un conjunto de células y componentes celulares especializados específicamente en establecer, con gran eficiencia, la relación con el medio exterior y con su medio interno para coordinar, de la manera más eficaz posible, todas las funciones vitales. En los seres pluricelulares como los pertenecientes a la especie humana, las células encargadas de cumplir las tareas de relacionar y coordinar las funciones vitales del organismo son las neuronas y sus prolongaciones (axones y dendritas) asociadas con otros tipos celulares para integrar, el tejido nervioso, los órganos nerviosos y todos ellos, en conjunto, formar el sistema nervioso. Por lo expuesto, el sistema nervioso, en la especie humana, recibe estímulos externos que son de diversa calidad: químicos como los del olfato o del sabor, físicos como la radiación luminosa (sentido de la visión), la calórica o la disminución o falta de ella (frío), ondas sonoras (sentido de la audición) y mecánicos como en el sentido del tacto (una caricia, un abrazo o un golpe en alguna zona del cuerpo). Así mismo, el sistema nervioso percibe estímulos que se generan en el interior del organismo, como los cambios de temperatura interna, variaciones en el ritmo cardiaco, modificaciones en la presión arterial, secreción de glándulas, motilidad de órganos internos, etc. Los diversos estímulos recibidos son procesados por las neuronas con la finalidad de elaborar una respuesta que puede ser, a su vez, de estimulación o de inhibición, y conducirla a células, tejidos y órganos efectores. Los estímulos percibidos y las respuestas que se producen pueden ser voluntarios, involuntarios o una mezcla de ambos. En las células y órganos efectores, la respuesta se traduce en un resultado que generalmente puede ser de movimiento o de secreción. Por ejemplo, si han transcurrido varias horas desde que desayunamos y de pronto percibimos el aroma de un alimento agradable o el simple hecho de recordarlo, produce en nosotros, casi de manera instantánea, secreción salival, es decir “se nos hace agua la boca”. Puede suceder que, de forma imprevista, percibamos una luz sumamente intensa, este estímulo luminoso se traducirá de manera inmediata en el entrecerrar de los párpados con la finalidad de disminuir la llegada de las ondas luminosas a la retina. La explicación, en este último caso, involucra una serie de estímulos y respuestas. Ante la rapidez de contracción de los músculos del cuerpo, ellos requieren de un mayor aporte de oxígeno, por lo tanto se debe aumentar el riego sanguíneo y para que esto ocurra la sangre debe circular con mayor velocidad y sólo circulará con mayor rapidez si el corazón la bombea con mayor frecuencia; pero la sangre debe reponer el volumen aumentado de oxígeno cedido a las fibras musculares, captando, en el ámbito de los alvéolos pulmonares, mayor cantidad de oxígeno y esto sucede solamente si la frecuencia de entrada y salida del aire que respiramos se incrementa. Esta cascada de recepción de estímulos y elaboración de respuestas adecuadas para coordinar los procesos vitales que requiere el organismo en esos momentos de gran esfuerzo lo realiza el sistema nervioso. Los componentes del sistema nervioso guardan una estrecha relación con todas las estructuras que constituyen los otros aparatos y sistemas del organismo. Esta relación se considera fundamental para la coordinación y regulación del funcionamiento armónico del cuerpo humano. El origen embriológico del sistema nervioso es del ectodermo axial denominado neuroectodermo. 81 Estructura general del sistema nervioso: División anatómica y funcional Anatómicamente el sistema nervioso se divide en: 1) El sistema nervioso central 2) El sistema nervioso periférico Sistema nervioso central está constituido por: El Encéfalo La Médula espinal Integrados por un conjunto de neuronas y células gliales encargadas de recibir estímulos y elaborar y procesar las respuestas efectoras. Ambas estructuras están localizadas en el eje mayor del cuerpo; ocupan la alineación central desde la región cefálica Hasta la región sacra-coxígea. Al encéfalo lo cubre totalmente los huesos que constituyen el cráneo y la médula espinal se encuentra en el interior del conducto vertebral. Esto significa que el sistema nervioso central se halla totalmente protegido por una cubierta ósea, dura, resistente y muy sólida que impide, hasta cierto grado, que los componentes celulares y tisulares de los órganos nerviosos puedan ser dañados fácilmente. Sistema Nervioso Periférico Está integrado por: Los nervios estructuras alargadas, cilíndricas, en forma de cables o cordones integrados por la reunión de prolongaciones neuronales (axones y dendritas) que se originan, la mayoría de ellas, en el sistema nervioso central. Los ganglios nerviosos están formados por acumulaciones de neuronas que, en cierto momento del desarrollo embriológico del individuo migraron de las crestas neurales (neuroepitelio embrionario), para situarse en diversos esbozos embrionarios y ahí constituir los ganglios. Existen dos tipos de ganglios nerviosos: Sensitivos o cerebroespinales y llamados también cefalorraquídeos Ganglios autónomos Las terminaciones nerviosas son estructuras situadas en la superficie externa del individuo, (piel y cavidades relacionadas con la superficie externa) o en el interior del organismo. La existencia de ellas permite captar estímulos o de conducir y transportar una respuesta al estímulo captado. 82 Funcionalmente el sistema nervioso está constituido por: El sistema nervioso voluntario o de la vida de relación, denominado así porque las funciones están relacionadas con la conciencia y la voluntad del individuo (trasladarse de un lugar a otro, observar algún objeto, oler o escuchar son funciones voluntarias) y las efectúan órganos como la corteza cerebral y la médula espinal, aunque existen regiones del encéfalo y la médula espinal que responden a estímulos y elaboran respuestas que son inconscientes e involuntarias y El sistema nervioso involuntario o autónomo, está constituido por un conjunto de estructuras del sistema nervioso central y del periférico que funcionan por debajo del nivel de conciencia y no obedecen a la voluntad. Es el responsable de la regulación del medio interno del organismo; esto significa que puede aumentar o disminuir la actividad de muchas de sus funciones (respiración, ritmo cardiaco, movimientos peristálticos, secreción de las glándulas, filtración de la sangre, etc.) estos cambios permite mantener condiciones fisiológicas variables pero que adecuan la estabilidad y el normal funcionamiento del cuerpo humano. Está dividido en dos partes: el simpático y el parasimpático. Células del tejido Nervioso Como todo tejido, el nervioso está formado por células, las cuales integran dos tipos de poblaciones celulares: Neuronas células altamente especializadas, relacionadas entre sí y con otras células del organismo a través de sus prolongaciones: axones y dendritas y un conjunto de células que intervienen en varias funciones de sostén para las neuronas. Células de Glía o neuroglia Entre los cuerpos o somas celulares de las neuronas y las células gliales existen componentes tisulares, escasa cantidad de tejido conjuntivo, vasos sanguíneos y las prolongaciones de las células nerviosas que, en conjunto integran, el denominado neuropilo. Neuronas Una neurona está constituida por los mismos componentes de cualquier célula: membrana celular, núcleo, citoplasma y organelos. Estas estructuras, a su vez, se disponen en el cuerpo o soma neuronal y en las prolongaciones: dendritas y el axón. Cuerpo neuronal También se le denomina pericarion o soma. Es la porción central de la célula. Dependiendo de la forma que adopta el cuerpo neuronal se pueden describir varias formas de neuronas: pueden ser estrelladas o poliédricas (como las neuronas motoras del asta anterior de la médula espinal), fusiformes (neuronas fotorreceptoras de la retina o del órgano de Corti del oído interno), piramidales (como las de la corteza cerebral), piriformes (neuronas de Purkinje del cerebelo), redondeadas o esféricas ( de la capa de los granos del cerebelo o las de los ganglios nerviosos cefalorraquídeos). 83 En el interior del cuerpo neuronal se localiza un núcleo, voluminoso y esférico, de cromatina laxa (eucromatina), generalmente de posición central, que contiene a un nucleolo visible con una intensa tinción basófila. Alrededor del núcleo se visualizan grumos de material oscuro, basófilo, denominados en conjunto, sustancia o corpúsculo de Nissl que son la representación, a través del microscopio electrónico, del retículo endoplásmico rugoso y de polirribosomas. Los grumos del corpúsculo del Nissl se continúan con los conos de nacimiento de las dendritas, en cambio el cono de inicio del axón carece de ellos. El núcleo de las neuronas es voluminoso y prominente, generalmente ocupa la porción central del cuerpo neuronal pero existen casos en los cuales el núcleo se sitúa ligeramente excéntrico, especialmente en las neuronas ganglionares. Tiene una forma esférica, con contenido predominante de eucromatina; el nucleolo también es muy notorio. La disposición de la cromatina y la presencia del nucleolo motivo que se le designara con el apelativo de “núcleo en ojo de lechuza” Prolongaciones neuronales Desde el soma se extienden dos tipos de prolongaciones neuronales: dendritas y el axón. Se les conoce también con el nombre de fibras nerviosas. Axón Es una prolongación larga, cilíndrica y delgada, de diámetro uniforme y con escasas ramificaciones laterales. En cambio, su extremo distal puede ramificarse de manera profusa (el telodendrón). El extremo de las ramificaciones se dilata para formar los llamados botones terminales o sinápticos. El axón es la prolongación neuronal responsable de conducir el impulso o respuesta nerviosa desde el soma hacia la periferia. Son las terminaciones nerviosas eferentes o efectoras (de acción motora, secretora o de conexión interneuronal). El axón presenta tres porciones: 1. El segmento inicial, que comprende desde el cono de nacimiento hasta donde se inicia la vaina de mielina. En esta zona se originan los potenciales de acción (señales eléctricas) del impulso nervioso de allí que también se le denomine zona desencadenante de espigas de potenciales de acción. En esta región igualmente se establecen las sinapsis aferentes de inhibición. 2. El segmento principal, considerado el de mayor longitud, puede estar cubierto de mielina o no. De acuerdo a esto, los axones o fibras nerviosas pueden ser de tres tipos, cubiertas con vaina de mielina o con vaina de neurilema y fibras nerviosas desnudas. Es decir rodeadas o carentes de cubiertas que le forman células especiales de la glía (oligodendrocitos y células de Schwann). 3. Ll segmento terminal o telodendrón, el cual se ramifica profusamente. Cada ramificación o terminación axoniana termina en una pequeña dilatación que recibe el nombre de botón terminal o sináptico. La vaina de mielina le confiere a los axones un color blanco nacarado brillante cuando el tejido nervioso no está fijado. Esta característica permite distinguir en el sistema nervioso central a una sustancia blanca (axones mielínicos) y una sustancia gris (cuerpos neuronales y axones amielínicos). A lo largo del recorrido del axón se desprenden ramas colaterales que lo hacen generalmente en ángulo recto, éstas terminan en escasas ramificaciones que pueden establecer uniones sinápticas con dendritas, otros axones u otros cuerpos neuronales. La presencia de mielina alrededor de los axones permite que en éstos, el impulso nervioso se desplace con mayor rapidez que en los axones carentes de ella. 84 Dendritas Las neuronas pueden tener una o más prolongaciones dendríticas. Son prolongaciones gruesas que conforme se alejan del cuerpo neuronal se ramifican profusamente y se van haciendo más delgadas (fig. nerv. 39). Son de recorrido corto. Junto con el soma constituyen e integran la mayor parte de la superficie receptora de la neurona. Las ramificaciones dendríticas constituyen un patrón de identificación y caracterización morfológica de las neuronas. Las dendritas son las ramificaciones sensoriales o aferentes de las neuronas. Conducen el impulso nervioso de la periferia hacia el cuerpo de la neurona. A lo largo de las dendritas se emiten una serie de pequeñas prolongaciones celulares denominadas “espinas dendríticas” que le permiten a la célula establecer numerosos contactos sinápticos con otras neuronas, por ejemplo, ciertas neuronas del cerebelo, denominadas de Purkinje, establecen miles de sinapsis con otras neuronas. Clasificación de las neuronas Dependiendo del número de prolongaciones pueden adoptar diferentes formas y se clasifican en: Monopolares poseen una sola ramificación que se desprende del soma. Son más comunes en invertebrados. En vertebrados se observan en etapas embrionarias. Pseudomonopolares se denominan así porque, inicialmente, del cuerpo neuronal emerge una sola prolongación que, después de un corto recorrido se ramifica en dos, una rama periférica o somática la cual se dirige a células del cuerpo y una rama central que penetra al sistema nervioso central. La rama somática se arboriza y capta estímulos los cuales son conducidos a la rama central sin pasar por el cuerpo de la neurona. Este tipo de neuronas se localiza en los ganglios de la raíz dorsal de la médula espinal y en algunos ganglios cerebrales Bipolares poseen dos ramificaciones que emergen del cuerpo neuronal, una dendrita y un axón. Se localizan en la retina, en la capa de neuronas bipolares, en el epitelio olfatorio de las fosas nasales y en los ganglios vestibular y coclear del oído interno. En la especie humana y en otros vertebrados, los conos y bastones (fotorreceptores) de la retina son un ejemplo de este tipo de neuronas. Multipolares Son las neuronas existentes en mayor cantidad en el sistema nervioso. Pueden presentar varias o numerosas dendritas y siempre un solo axón. Como ejemplos se pueden señalar las motoras de la médula espinal, las piramidales de la corteza cerebral y las neuronas ganglionares viscerales. 85 Las neuronas también se pueden clasificar de acuerdo a la manera como intervienen en la función nerviosa Neuronas aferentes o sensitivas son aquellas que, a través de sus prolongaciones, captan los estímulos desde la periferia y los conducen al sistema nervioso central. Los estímulos captados pueden ser externos, relacionados con las modificaciones que se producen en el ambiente o internos, generados por el funcionamiento de órganos. Neuronas de asociación o internunciales denominadas así por estar situadas entre las neuronas aferentes y eferentes. Se localizan dentro del SNC o integrando ganglios nerviosos viscerales o intramurales, e intervienen como estaciones de relevo o integradoras que establecen relaciones o redes de circuitos neuronales entre las neuronas sensitivas y las efectoras. Neuronas eferentes o efectoras motoras o secretoras. Son aquellas que conducen la respuesta efectora, desde el sistema nervioso central hacia células o tejidos periféricos donde, dependiendo de las células que reciben el impulso nervioso, lo traducen en una respuesta de contracción o de secreción. Células de Glía o neuroglia Las células de sostén del sistema nervioso central se agrupan bajo el nombre de neuroglia o células gliales. Son 5 a 10 veces más abundantes que las propias neuronas. Las células de la Neuroglia, en su mayoría, derivan del ectodermo (la microglia deriva del mesodermo) y son fundamentales en el desarrollo normal de la neurona, ya que se ha visto que un cultivo de células nerviosas no crece en ausencia de células gliales. A pesar de ser consideradas básicamente células de sostén del tejido nervioso, existe una dependencia funcional muy importante entre neuronas y células gliales. De hecho, las neuroglias cumplen un rol fundamental durante el desarrollo del sistema nervioso, ya que ellas son el sustrato físico para la migración neuronal. También tienen una importante función trófica y metabólica activa, permitiendo la comunicación e integración de las redes neuronales. Cada neurona presenta un recubrimiento glial complementario a sus interacciones con otras neuronas, de manera que sólo se rompe el entramado glial para dar paso a las sinapsis. De este modo, las células gliales parecen tener un rol fundamental en la comunicación neuronal. La glía cumple funciones de sostén y nutrición (en el sistema nervioso no existe tejido conjuntivo). Estas células han seguido un desarrollo filogénico y ontogénico diferente al de las neuronas. Debido a que son menos diferenciadas que las neuronas, conservan la capacidad mitótica y son las que se encargan de la reparación y regeneración de las lesiones del sistema nervioso. Son, igualmente, fundamentales en el desarrollo de las redes neuronales desde las fases embrionales, pues desempeñan el papel de guía y control de las migraciones neuronales en las primeras fases de desarrollo; asimismo, establecen la regulación bioquímica del crecimiento y desarrollo de los axones y dendritas. También, son las encargadas de servir de aislante en los tejidos nerviosos, al conformar las vainas de mielina que protegen y aíslan los axones de las neuronas. Mantienen las condiciones homeostáticas (oxígeno y nutrientes) y regulan las funciones metabólicas del tejido nervioso, además de proteger físicamente las neuronas del resto de tejidos y de posibles elementos patógenos, al conformar la barrera hematoencefálica. 86 Clasificación Neuroglia Según su ubicación dentro del sistema nervioso, podemos clasificar a las células gliales en dos grandes grupos: Glía central Se encuentra en el Sistema Nervioso Central - SNC (cerebro, cerebelo, tronco cerebral y médula espinal): Astrocitos Oligodendrocitos Microglía Células Ependimarias Glía periférica Se encuentra en el Sistema Nervioso Periférico - SNP, (ganglios nerviosos, nervios y terminaciones nerviosas): Células de Schwann Células satélites Células de Müller Microglía Representan a los macrófagos del sistema nervioso central (SNC). Son parte del sistema inmunitario. Están inactivas en el SNC normal, pero en caso de inflamación o de daño, la microglía digiere (fagocita) los restos de las neuronas muertas. Macroglía Sistema Nervioso Central Astrocitos Son células que tienen un cuerpo celular poliédrico del cual se desprenden prolongaciones que se ponen en contacto con el cuerpo de las neuronas o con el tejido perineuronal mientras que otras prolongaciones (el pié o pedículo vascular) se relacionan con el endotelio de capilares sanguíneos. De esta manera se establece una comunicación estrecha entre las neuronas y la sangre, a través de la cual se transportan hacia las neuronas sustancias nutritivas, agua e iones como sodio, potasio y calcio y se extraen, de ellas, productos del metabolismo celular. Existen 2 tipos de Astrocitos: protoplasmáticos (preferentemente sustancia gris) y fibrosos (preferentemente sustancia blanca) Oligodendrocitos Son responsables de proporcionar, a las prolongaciones axónicas de las neuronas del sistema nervioso central, las vainas de mielina y neurilema. Células ependimarias (ependimocitos) Sistema Nervioso Periférico Células satélite Células de Schwann Células de Müller 87 Astrocitos protoplasmáticos Astrocitos Fibrosos 88 Formación de las vainas de mielina y de neurilema. Las fibras nerviosas eferentes o efectoras están constituidas por axones. Estas estructuras pueden estar o no rodeadas de mielina. La manera como se rodean de la vaina de mielina tanto en el sistema nervioso central (por intermedio de los (oligodendrocitos) como en el sistema nervioso periférico (a través de células gliales denominadas células de Schwann) es la siguiente: Observa el perineuro (arriba a la izquierda) de éste has de fibras nerviosas cortadas transversalmente, en las que ya se pueden distinguir el axón y la vaina de mielina. Entre las fibras hay núcleos de las células de Schwann A lo largo del axón se disponen, cada cierto trecho, las células de Schwann, en número necesario, para cubrir de mielina toda la longitud o extensión de la fibra nerviosa, sin sobreponerse unas a otras. Esto significa que el axón estará cubierto de manera sectorizada por la vaina de mielina y tendrá también cada cierto trecho una zona carente de ella. Histofisiología del sistema nervioso Sinapsis Los impulsos nerviosos captados deben ser conducidos de una neurona a otra para garantizar la continuidad y efectividad del mismo o de una neurona a una célula efectora para que se complete el circuito funcional o respuesta al estímulo. Para tal fin, las ramificaciones dendríticas o axónicas deben ponerse en estrecho contacto con otras ramificaciones neuronales o con el soma de otras neuronas o de células efectoras. El lugar de contacto se conoce con el nombre de sinapsis. La transmisión de los impulsos nerviosos a través de las sinapsis se realiza bajo dos modalidades: de tipo eléctrico y de tipo químico. Sinapsis eléctrica son escasas en los mamíferos. En vertebrados acuáticos existen en mayor cantidad. Estas sinapsis se caracterizan porque el impulso se transmite mediante uniones tipo nexo o comunicantes. A través de las hendiduras de los conexones fluyen libremente iones desde una célula a otra vecina. El resultado de este flujo es la creación de una corriente eléctrica que se transmite de una neurona a otra. La transmisión del impulso nervioso es mucho más rápida en una sinapsis eléctrica que en una química. 89 Sinapsis químicas son las más frecuentes en los mamíferos. Morfológicamente, este tipo de comunicación sináptica está constituido por tres partes: A) Neurona presináptica. B) Hendidura intersináptica. C) Neurona postsináptica. La terminal presináptica generalmente está constituida por las ramificaciones axónicas conocidas como botones terminales, en cuyo interior albergan una serie de vesículas membranales (vesículas sinápticas) que contienen sustancias químicas llamadas neurotransmisores. Los neurotransmisores son sustancias que se liberan, hacia la hendidura sináptica (mide entre 20 a 30 nm). Cuando el impulso nervioso llega a la terminal presináptica, Inmediatamente los neurotransmisores se difunden a través de la hendidura sináptica, hasta situarse en receptores membranales de canales iónicos localizados en la membrana de la terminal postsináptica. Los neurotransmisores fijados a los receptores inician la apertura de estos canales facilitando el paso de ciertos iones que alteran la permeabilidad de la membrana postsináptica y generan una despolarización de la misma; se inicia, en consecuencia, un potencial de acción que permitirá que el impulso nervioso prosiga su recorrido (potencial postsináptico excitatorio) o, si el estímulo sináptico conserva el potencial eléctrico de la membrana sin que ésta experimente despolarización, el estímulo detiene su recorrido (potencial postsináptico inhibitorio). La duración de este proceso es de algunos milisegundos. Los neurotransmisores tienen una actividad excitatoria, cuando activan la neurona siguiente o una actividad inhibitoria, es decir que el neurotransmisor impide que el estímulo prosiga a la célula vecina. La acetilcolina y la adrenalina son sustancias excitadoras, en tanto que el ácido gammgammaaminobutírico (GABA) es una sustancia inhibitoria. Tipos de sinapsis Las sinapsis que se establecen entre el soma neuronal y las prolongaciones dendríticas y axónicas son las siguientes: A) Axosomáticas, entre un axón y el cuerpo neuronal o el de una célula efectora. B) Axodendríticas, entre un axón y dendrita C) Axoaxónicas, entre axones D) Dendrodendríticas, entre dendritas E) Somasomáticas, entre dos cuerpos neuronales 90 Transmisión del impulso nervioso Una de las funciones celulares más desarrolladas de la neurona es la irritabilidad. Gracias a ella la neurona capta estímulos y elabora una respuesta, en milésimas de segundo, al originar y conducir impulsos eléctricos o potenciales de acción. Se transforma así, de una célula inactiva o en reposo en una que genera y conduce un impulso eléctrico. El estado de reposo o de actividad de una neurona depende de las concentraciones de dos iones, el Na y el K, que existan en el líquido extracelular o en el plasma neuronal, separados ambos por la membrana celular. La variación de estas concentraciones hace que el potencial eléctrico también se modifique fuera o dentro de la neurona. Laneurona, por lo tanto, actúa como un pequeño generador eléctrico que utiliza la glucosa como sustancia energética. La energía que genera se mide en milivoltios. Cuando una neurona en reposo es estimulada sucede en ella un cambio importante, Si la neurona es estimulada en el inicio de sus dendritas la trasmisión del impulso se realiza de manera pasiva a través del soma neuronal hasta llegar al cono axónico, lugar donde se genera un potencial de acción porque al modificarse la permeabilidad de la membrana propicia que penetre una gran cantidad de iones de sodio y se escapan iones de potasio. Esta acción produce La despolarización de la membrana es decir, en el punto de la estimulación el potencial de la membrana en reposo cambia por lo que se hace positiva en el interior y negativa en el interior 91 Estructuras histológicas del sistema nervioso central El sistema nervioso central es una estructura biológica que sólo se encuentra en individuos del reino animal. El sistema nervioso central está constituido por el encéfalo y la médula espinal. Se encuentra protegido por tres membranas: duramadre (membrana externa), aracnoides (intermedia), piamadre (membrana interna), denominadas genéricamente meninges. Además, el encéfalo y la médula espinal están protegidos por envolturas óseas, que son el cráneo y la columna vertebral respectivamente. Se trata de un sistema muy complejo, ya que se encarga de percibir estímulos procedentes del mundo exterior, procesar la información y transmitir impulsos a nervios y músculos. Las cavidades de estos órganos (ventrículos en el caso del encéfalo y conducto ependimario en el caso de la médula espinal) están llenas de un líquido incoloro y transparente, que recibe el nombre de líquido cefalorraquídeo. Sus funciones son muy variadas: sirve como medio de intercambio de determinadas sustancias, como sistema de eliminación de productos residuales, para mantener el equilibrio iónico adecuado y como sistema amortiguador mecánico. Las células que forman el sistema nervioso central se disponen de tal manera que dan lugar a dos formaciones muy características: la sustancia gris, constituida por el soma de las neuronas y sus dendritas, además de por fibras amielinicas; y la sustancia blanca, formada principalmente por las prolongaciones nerviosas mielinizadas (axones), cuya función es conducir la información. El color de la substancia blanca se debe a la mielina de los axones. Encéfalo está integrado por tres estructuras: el cerebro, el cerebelo y el tronco cerebral. Cerebro está envuelto por la píamadre (meninge muy vascularizada); algunos vasos penetran en la corteza cerebral rodeada por un espacio claro (espacio de Virchow-Robbin). La sustancia gris se dispone en la periferia y en ella se se observan cuerpos neuronales (no tan grandes como los observados en la médula espinal), y células de la glía, más pequeñas y redondeadas. La sustancia blanca se dispone en regiones centrales, es homogénea, no hay cuerpos neuronales y consta de fibras nerviosas. Predominan los oligodendrocitos. Ventrículos cerebrales son unas cavidades por donde circula el líquido cefalorraquídeo, tapizadas por un epitelio simple cúbico; Dentro del ventrículo se encuentran los plexos coroideos, formados por vasos sanguíneos, escaso tejido conectivo y células del epéndimo. Neocórtex que es quien permite tener conciencia y controla las emociones, a la vez que desarrolla las capacidades cognitivas: memorización, concentración, autoreflexión, resolución de problemas, habilidad de escoger el comportamiento adecuado, es la parte consciente de la persona, tanto a nivel fisiológico como emocional. Se encuentra muy desarrollado en los primates y destaca el desarrollo en el homo sapiens. Paleocorteza o corteza del bulbo olfatorio es la parte de la corteza cerebral que corresponde a las áreas de terminación de las vías olfatorias. En esta capa se encuentra el cerebro olfatorio. 92 Cerebelo la sustancia gris del cerebelo es periférica y la sustancia blanca es central. La superficie presenta una serie de surcos paralelos dispuestos en sentido transversal llamados: fisuras cerebelosas. Cuando a los hemisferios cerebelosos se les secciona transversalmente se observa que la disposición de las sustancias gris y blanca en los hemisferios cerebelosos se entremezcla ligeramente dándole un aspecto especial. El aspecto que presentan semeja a las ramas de un árbol, el “árbol de la vida”. En la sustancia gris, las neuronas se disponen en tres capas celulares: una externa o capa molecular situada por debajo de la piamadre, otra media, la capa gangliosa o de las neuronas de Purkinje y la interna o capa de los granos. Fotomicrografía a menor aumento 100x de una sección sagital del cerebelo. Tinción de Luxol Fast blue y Hematoxilina. A) capa molecular, B) capa granulosa y C) Sustancia blancas (mielina de color azul). Entre la capa molecular y la capa granulosa se localiza la capa glangliosa o de las neuronas de Purkinje. A) Capa molecular Está formada por neuronas estrelladas que pueden tener unas ramificaciones cortas y otras ramificaciones de mayor longitud. También ocupan esta capa las ramificaciones dendríticas profusas de las neuronas de Purkinje de la capa intermedia, así como axones de las neuronas de la capa de los granos y las células en canasta B) Capa gangliosa o de las neuronas de Purkinje Esta capa contiene a unas neuronas grandes, de cuerpo piriforme, denominadas de Purkinje. C) Capa granulosa En ésta se sitúan las neuronas más pequeñas del sistema nervioso, miden entre 3 a 4 mu de diámetro. Poseen un axón que asciende hasta la capa molecular. Las ramificaciones dendríticas son escasas y de un recorrido corto y sinuoso las cuales muestran leves dilataciones que marcan los lugares sinápticos que se establecen entre los axones que penetran a la sustancia gris del cerebelo y las células granulosas. Más profundamente se localiza la sustancia blanca, en cuyo interior alberga núcleos de neuronas. 93 Médula espinal La médula espinal es un tallo cilíndrico, ligeramente aplanado en sentido dorsoventral, presenta un color blanquecino, porque en este órgano la sustancia blanca ocupa la posición externa y la sustancia gris tiene una posición central. El epéndimo o conducto central, circula el líquido cefalorraquídeo. A) Sustancia gris, ocupa la parte central y, en conjunto muestra la forma de una H o de dos semilunas unidas en su parte central por la comisura gris. Los extremos de la letra H se denominan astas. Son astas anteriores y posteriores. Las astas anteriores (motoras o ventrales) son voluminosas y engrosadas; en ellas se sitúan los cuerpos neuronales de las células que originan las fibras nerviosas eferentes de los nervios raquídeos motores. Las neuronas motoras son multipolares Las astas posteriores (sensitivas o dorsales) son delgadas y alargadas y contienen a neuronas también multipolares pero de menor tamaño que aquellas de las astas motoras. En la sustancia gris se encuentran cuerpos neuronales de gran tamaño, y células de la glía. B) Sustancia blanca, tiene una posición periférica, es decir envuelve a la sustancia gris. Los surcos anterior y posterior y la posición de las astas de sustancia gris dividen a cada mitad de la sustancia blanca en tres cordones: anterior, lateral y posterior. Cada uno de ellos, a su vez, está dividido en fascículos o haces. Está compuesta por numerosas fibras nerviosas. También existen células de la glía. 94 Meninges y líquido cefalorraquídeo El sistema nervioso central se encuentra protegido por el cráneo y los cuerpos vertebrales, pero además de esta cubierta ósea, el encéfalo y la medula espinal cuentan con dos componentes adicionales que les ofrecen una mayor protección y amortiguación. Estos componentes son las meninges y el líquido cefalorraquídeo respectivamente. Las meninges son tres envolturas constituidas por tejido conjuntivo fibroso denso y laxo. A) Duramadre, es una capa fibrosa, densa, resistente, de color blanquecino. Está constituida por haces de fibras colágenas dispuestas de manera irregular. Se localiza debajo del endostio de los huesos craneanos, al cual se une en forma estrecha; en cambio en el canal medular, por encima de ella se sitúa un espacio denominado epidural. En el interior de la dura madre se localizan senos venosos. A través de ellos se reabsorbe el líquido cefalorraquídeo circulante en los espacios meníngeos para devolverlo al torrente sanguíneo. B) Aracnoides, es una membrana delicada, muy vascularizada, formada por tejido conectivo laxo; debe su nombre al aspecto que presenta, similar a una tela de araña. Se localiza debajo de la duramadre. Entre ambas se encuentra un espacio denominado subdural. De la superficie externa de la aracnoides se proyectan unas prolongaciones, que se conocen con el nombre de vellosidades aracnoideas las cuales se ponen en relación directa con los senos venosos de la duramadre. Debajo de la aracnoides existe otro espacio que la separa de la membrana interna, la piamadre, llamado espacio subaracnoideo. La aracnoides proyecta hacia la piamadre filamentos de tejido conjuntivo llamados trabéculas que atraviesan el espacio subaracnoideo C) Piamadre Es la meninge interna. Se adhiere íntimamente a la superficie del encéfalo y la médula. Acompaña a los surcos y cisuras del sistema nervioso central. Interviene como vía de entrada de los vasos sanguíneos del tejido nervioso. Por lo tanto, es una capa conjuntiva fina, muy vascularizada. Varias prolongaciones de las células de glía existentes en la superficie más externa del tejido nervioso se ponen en estrecho contacto con la piamadre. El líquido cefalorraquídeo es producido, de manera constante, por los plexos coroideos. El líquido cefalorraquídeo es un líquido claro, transparente y muy fluido, constituido principalmente por agua, electrolitos (sodio, potasio y cloruros) y pequeñas cantidades de glucosa. Circula a través de los ventrículos cerebrales y el conducto del epéndimo. A nivel del cuarto ventrículo sale, a través de los agujeros de Magendie y Lushka, hacia los espacios subaracnoideo y subdural para circular entre las meninges. Como su formación es constante también debe ser reabsorbido continuamente. La reabsorción se efectúa en el ámbito de las vellosidades aracnoideas que están relacionadas estrechamente con los senos venosos de la duramadre). De esta forma el líquido es devuelto a la sangre de donde se originó El líquido cefalorraquídeo amortigua los golpes que pueda sufrir el sistema nervioso central. En condiciones normales, el volumen, la composición química y la presión de este líquido deben permanecer constantes, pero puede suceder que en algunas enfermedades infecciosas del sistema nervioso o de las meninges (encefalitis y/o meningitis) la composición puede variar y un examen del mismo servirá al médico para un diagnóstico y posterior tratamiento más preciso. 95 Estructuras histológicas del sistema nervioso periférico Componentes funcionales del sistema nervioso Componente sensorial (aferente), que recibe y transmite impulsos al SNC para su procesamiento. Componente motor (eferente), que se origina en el sistema nervioso central y transmite impulsos a órganos efectores en la totalidad del cuerpo, y éste a su vez se divide en: Sistema somático, en el que los impulsos que se originan en el sistema nervioso central se transmiten directamente a través de una neurona a un músculo esquelético Sistema autónomo, recibe los impulsos del SNC y se transmite primero a un ganglio autónomo a través de una neurona; una segunda neurona que se origina en el ganglio autónomo lleva a continuación el impulso al músculo liso, al músculo cardíaco o a las glándulas. A) Nervios son estructuras cilíndricas, alargadas, en forma de cordones o cables, de longitud y grosor variable, constituidos por la reunión escasa o abundante de las prolongaciones neuronales, axónicas y dendríticas, (fibras nerviosas) revestidas o no de mielina. Las prolongaciones se juntan e integran un nervio. Cada una de las estructuras mencionadas se rodea de tejido conjuntivo. Representación esquemática de una sección transversal de un nervio. El tejido fue teñido con el tricrómico de Van Gieson. 40x. Dibujado por Sobotta. En los inicios del siglo XX. 96 Los nervios están constituidos por varias fibras nerviosas, que se unen para formar fascículos o haces nerviosos. El tejido conjuntivo que rodea a cada fibra nerviosa se denomina endoneuro. Está formado por escasas fibras reticulares y colágenas. El perineuro es el tejido conjuntivo laxo que circunda a cada haz nervioso, este tejido alberga vénulas y arteriolas y, el epineuro, tejido conjuntivo denso irregular, recubre en su totalidad al nervio. Por lo expuesto, un nervio es un conjunto de fibras nerviosas, aferentes o eferentes, rodeado de tejido conectivo que puede ramificarse para inervar a un conjunto de células u órganos de todo el cuerpo. Las fibras nerviosas que integran un nervio pueden ser aferentes (excitables) y eferentes (conductoras). La excitabilidad se produce mediante estímulos mecánicos, eléctricos físicos y químicos. La conductibilidad se realiza de manera permanente y generalmente se efectúa del soma hacia los axones y de estos hacia las dendritas, otro cuerpo neuronal u otros axones. Pero en ciertas circunstancias la excitabilidad o la conductibilidad se pueden disminuir o bloquear mediante el empleo de algunas sustancias como venenos, anestésicos o drogas. B) Ganglios nerviosos Los ganglios nerviosos son aquellas agrupaciones de los cuerpos de las neuronas localizadas fuera del sistema nervioso central (SNC) y en el trayecto de los nervios del sistema nervioso periférico (SNP), pertenecientes a este último. Los ganglios son puntos de relevo o de conexiones intermedias entre diferentes estructuras neurológicas del cuerpo, tales como el SNC y el SNP. Están rodeadas por una cápsula de tejido conectivo y los axones (o prolongaciones neuronales) que parten de los ganglios forman parte de los nervios. C) Terminaciones nerviosas. Las terminaciones nerviosas son estructuras del sistema nervioso periférico que se encargan de: a) Recibir los estímulos generados en el medio externo o en el medio interno. Se les conoce como terminaciones nerviosas sensoriales o aferentes o de acción centrípeta. b) Transportar el impulso nervioso o respuesta, generado por el estímulo percibido, hacia las células efectoras cuyas actividades suelen ser motrices o secretoras. También se les denominan fibras nerviosas eferentes o de actividad centrífuga. 97 Tejido Muscular – Apo 7 En los seres animales pluricelulares las funciones que se desarrollan al interior de los mismos o en la relación que establecen con el medio que los rodea, requieren en muchos casos de una serie de movimientos, que les permitan, por ejemplo: transportar sustancias en el interior de estructuras u órganos tubulares membranosos: la sangre en el interior del corazón o de los vasos sanguíneos, los alimentos a través del aparato digestivo, la orina desde los riñones hacia la vejiga y posteriormente excretarla hacia el exterior. O para relacionarse con el medio que los rodea se deben trasladar de un lugar a otro, hablar, respirar, abrir o cerrar los párpados, alejar o acercar segmentos del cuerpo entre sí, para efectuar una serie de movimientos de la vida de relación, etc. Los movimientos antes mencionados se realizan gracias a la acción contráctil de un conjunto de células musculares que, por la forma sumamente alargada que poseen, reciben el nombre de “fibras musculares”. Éstas han desarrollado, en grado sumo, la función de contracción de las células. La capacidad contráctil que poseen las células o fibras musculares se debe a la existencia en el citoplasma, de dos tipos de microfilamentos proteínicos denominados actina y miosina y de la interacción que se produce entre ellos gracias a la presencia y actividad de un gran número de proteínas accesorias . Los miofilamentos se disponen en forma paralela; esta orientación coincide con la dirección del movimiento de la fibra muscular durante la contracción. La base bioquímica del movimiento consiste en la transformación de energía química en energía mecánica por degradación de la adenosinatrifosfato (ATP). Las fibras musculares tienen origen embriológico mesodermal, con excepción de ciertas células contráctiles que se originan del ectodermo como las fibras musculares del iris del ojo y las células mioepiteliales que integran las unidades secretoras de las glándulas salivales, mamarias y sudoríparas. En general, las células musculares son alargadas, el eje longitudinal de las células coincide con la dirección de contracción. Su longitud disminuye cuando se contraen mientras que el grosor de las mismas se incrementa. A las células musculares también se les denomina fibras. 98 Músculo liso El tejido muscular liso está formado por células en forma de “huso” es decir fusiformes, alargadas, el núcleo se muestra central, de cromatina laxa, su citoplasma es levemente eosinófilo, sin presencia de estriaciones. ESTE TEJIDO ES LENTO, INVOLUNTARIO Y FORZADO. Propio de órganos huecos a excepción del corazón (que es estriado cardíaco). Lo encontramos: esófago, estómago, intestinos, vasos sanguíneos, vesícula biliar, conductos de glándulas compuestas, vías respiratorias, uréter, vejiga urinaria, útero,etc. Corte Longitudinal. 99 Músculo estriado esquelético Lo constituyen una serie de células muy alargadas, cilíndricas; son células multinucleadas: los núcleos se disponen en la periferia, debajo de la membrana celular. El citoplasma muestra, al microscopio, una serie de bandas claras y oscuras que le confieren un aspecto estriado. Está inervado por el sistema nervioso somático. Es de contracción voluntaria. Los movimientos producidos permiten al organismo desplazarse de un lugar a otro y establecer relación con el medio externo o producir movimientos de los componentes del cuerpo humano. Corte longitudinal. 40x En las fibras musculares esqueléticas se observan una serie de bandas verticales, claras y oscuras, que le dan un aspecto estriado del cual deriva su nombre. La presencia de bandas claras y oscuras se debe a la existencia dentro del citoplasma de dos tipos de proteínas fibrilares, los miofilamentos de actina (delgados) y de miosina (gruesos). Fotomicrografias de secciones longitudinales de fibras musculares estriadas esqueléticas. Tinción H-E. 1000x. Se observan las estriaciones transversales claras y oscuras. En la imagen inferior se muestra la posición periférica de los núcleos. En el centro de las bandas claras se distingue una línea muy fina (representa a la disco o línea Z) Sarcolema = membrana celular Sarcoplasma = citoplasma Retículo sarcoplásmico = retículo endoplásmico liso. Sarcosomas = mitocondrias. Sarcomero(a) = unidad morfológica y funcional de la fibra muscular estriada Corte trasversal, núcleos periféricos. 100 Se ha mencionado anteriormente que en el citoplasma (sarcoplasma) de las fibras musculares esqueléticas se observan una serie de bandas verticales, claras y oscuras, que le dan un aspecto estriado del cual deriva su nombre. La presencia de bandas claras y oscuras se debe a la existencia dentro del citoplasma de dos tipos de proteínas fibrilares, los miofilamentos de actina (delgados) y de miosina (gruesos). Las proteínas contráctiles del tejido muscular actina y miosina (miofilamentos) se disponen en un arreglo tridimensional en el sarcoplasma de las fibras musculares estriadas, integrando, junto con otras proteínas accesorias, las unidades morfológicas y funcionales del músculo estriado, denominada sarcómera(o). Las sarcómeras se sitúan secuencialmente unos al lado de otros para formar las miofibrillas ; éstas son estructuras alargadas dispuestas a todo lo largo de la fibra muscular Las estriaciones claras también se denominan bandas I. Las estriaciones oscuras, bandas A 101 Cada miofibrilla está rodeada de varios componentes celulares: mitocondrias, partículas de glucógeno, abundantes cisternas del retículo sarcoplásmico y, entre el límite de las bandas claras y oscuras se localizan invaginaciones membranales del sarcolema denominadas túbulos “T”. En este lugar, se observan ensanchaciones de del retículo sarcoplásmico que se adosan a los túbulos “T” constituyendo las triadas membranales a través de las cuales el estímulo nervioso contráctil provoca la liberación de iones de calcio hacia el sarcoplasma para iniciar el proceso de contracción. 102 Tipos de fibras musculares estriadas esqueléticas Cuando se observan, al estado fresco, los músculos de diversas especies animales, pueden distinguirse dos tipos de masas musculares, unos músculos son de color rojo oscuro, “carnes rojas” como las de las reses (ganado vacuno) o de carnero y carnes blancas, como los músculos pectorales (pechuga) de pollos y dentro de una misma especie animal, existen regiones del cuerpo que poseen músculos de color distinto (en un pollo la carne de la pechuga es blanca, en cambio la de los muslos es roja) inclusive en el interior de un mismo músculo suelen existir los tres tipos de fibras musculares. Tipos de fibras del músculo esquelético: Tipo P.A.S. Mioglobina Mitocondrias ATPasa Rojas + abundante numerosas + Blancas ++++ escasa escasas ++++ Intermedias ++ intermedia intermedias ++ Organización del músculo esquelético Cada fibra muscular está rodeada por una lámina muy fina de tejido conectivo denominada endomisio; las fibras musculares se reúnen en haces musculares, rodeados también por tejido conectivo el cual se le conoce como perimisio y los haces musculares unidos entre sí por tejido conectivo denso, llamado epimisio, constituyen un músculo. Representación de las envolturas conjuntivas de un músculo: a) epimisio, b) perimisio c) endomisio. Los Miofilamentos, forman miofibrillas, las miofibrillas se agrupan formando una fibra, y muchas fibras forman fascículos, muchos fascículos se agrupan y forman el musculo 103 Músculo estriado cardiaco El tejido muscular estriado cardíaco constituye la pared del corazón denominado miocardio y el inicio de las paredes de los vasos sanguíneos que entran y salen del corazón. Lo integran fibras musculares que estructuralmente son semejantes a las fibras del músculo estriado esquelético. Esto significa que las proteínas fibrilares contráctiles tienen una disposición idéntica cuando se organizan para formar las sarcómeras. Existen varias diferencias importantes con relación a las fibras estriadas esqueléticas: Son fibras de longitud menor, y generalmente miden 15u de grosor. Poseen un solo núcleo de posición central, aunque suelen existir fibras binucleadas. Son fibras que se bifurcan para relacionarse con otras fibras vecinas. Las fibras se unen en sus extremos mediante complejos de unión que, en conjunto, constituyen las denominadas “bandas o discos intercalares”. Las fibras se conectan entre sí mediante uniones tipo nexo, conexión que permite el acoplamiento eléctrico de las fibras adyacentes. En esta imagen de la pared del corazón de un ratón se obervan las células musculares cardiacas en vista longitudinal, mientras que en el recuadro de abajo aparecen cortadas transversalmente. El recuadro de la esquina superior es una ampliación de la vista longitudinal. Las células musculares cardiacas, o cardiomiocitos, son mucho más cortas que las musculares esqueléticas. La longitud de las células se puede apreciar por la distancia que hay entre las bandas oscuras denominadas discos intercalares. Estas bandas son realmente áreas, o discos, a modo de láminas que unen dos células contiguas. Son densos porque aquí se acumulan nuemerosas proteínas: conjunto de complejos de unión donde se pueden encontrar desmosomas, uniones adherentes y uniones estrechas. Los cardiomiocitos poseen un núcleo, aunque a veces se observan binucleadas, localizado en posición central. En el aumento de la vista longitudinal se observan estrías transversales que corresponden a la superposición de elementos del citoesqueleto y por ello es músculo estriado. Son células ramificadas, al contrario que las otros tipos de células musculares. Corte transversal. Células con núcleo central. 104 Junto con las fibras musculares estriadas cardiacas en las paredes del corazón existen unas fibras musculares cardiacas modificadas y especializadas que forman parte del denominado sistema autónomo de conducción del latido cardiaco. Ellas se encargan de regular los impulsos nerviosos provenientes del sistema nervioso autónomo y coordinar, a su vez, la contracción de las aurículas y los ventrículos. Estas fibras se caracterizan porque son de menor longitud que las fibras cardiacas normales; poseen un núcleo esférico, de posición central. Las miofibrillas, presentes en menor cantidad, se sitúan en la periferia de las células. Esta localización especial de ellas ofrece un aspecto menos estriado a las fibras y hace que el núcleo se observe rodeado de un sarcoplasma libre de miofibrillas pero rico en gránulos de glucógeno. Sus extremos se unen también mediante discos intercalares. Un ejemplo de estas fibras cardíacas especializadas son las denominadas fibras de Purkinje. Las flechas marcan un grupo de células de Purkinje 105 Sistema Cardiovascular – Apo 8 El sistema circulatorio está formado por el sistema cardiovascular: el corazón y los conductos por los que circula la sangre, y por el sistema linfático: conductos, estructuras y órganos por donde circula la linfa. El sistema cardiovascular conduce a la sangre y está formado por arterias, venas, capilares y por el corazón. El sistema linfático es más heterogéneo y está formado por los vasos linfáticos, por los ganglios linfáticos, además de por órganos tales como el bazo y el timo. El sistema cardiovascular es el gran sistema de comunicación de los animales. Se encarga de encauzar y propulsar la sangre para que irrigue todo el cuerpo. La sangre es esencial como transportador de alimentos, productos de desecho, oxígeno, dióxido de carbono, hormonas, células del sistema inmune, etcétera. Pero también tiene otras funciones como por ejemplo regular la temperatura corporal. El sistema cardiovascular tiene un doble circuito, uno que irriga los pulmones y otro que irriga el resto del cuerpo. Ambos tienen su origen y fin en el corazón, el órgano que se encarga de mantener a la sangre en constate movimiento. Los vasos sanguíneos por los que circula la sangre presentan el mismo patrón en ambos circuitos: corazón, arterias, arteriolas, red de capilares, vénulas, venas y corazón. En algunas ocasiones una arteriola o una vénula pueden estar entre dos redes capilares, formando lo que se denominan sistemas porta, como los del digestivo e hígado. Endotelio es un tejido que recubre la zona interna de todos los vasos sanguíneos, incluido el corazón, donde se llama endocardio. 106 Tanto arterias como venas están formadas por 3 capas o túnicas: túnica íntima, túnica media y túnica adventicia. La túnica íntima es la más interna, más próxima a la sangre, y está formada por un epitelio simple plano, una lámina basal y una capa de tejido conectivo laxo. La túnica media está formada sobre todo por fibras de músculo liso. La túnica adventicia es la capa más externa y está formada por tejido conectivo. Las arterias y las arteriolas tienen las paredes más gruesas que las venas y vénulas ya que tienen que soportar mayor presión sanguínea por estar más cerca del corazón. Las arterias suelen tener menor diámetro que las venas, lo que junto con el mayor grosor de sus paredes les da un aspecto más redondeado, es decir, el contorno de las venas es más irregular que el de las arterias. Las arterias y venas grandes contienen a su vez vasos sanguíneos que irrigan sus paredes. A este conjunto de vasos se les denomina "vasa vasorum" (vasos de los vasos). Arterias Las arterias son conductos que conducen la sangre desde el corazón hasta otros órganos y sus paredes son generalmente gruesas para contrarrestar la presión sanguínea provocada por los latidos del corazón. Se suelen clasificar en función de su tamaño en grandes o elásticas, medianas o musculares y pequeñas o arteriolas. Arterias elásticas La sangre que parte del corazón lo hace a través de las arterias aorta y pulmonar. Ambas se ramifican en las proximidades del corazón. Estas dos arterias y sus primeras ramas se clasifican como arterias elásticas. Poseen una gran cantidad de fibras elásticas en sus túnicas que le permiten recuperar su tamaño tras una expansión. Presentan una túnica íntima gruesa. Su endotelio está formado por células que orientan sus ejes paralelos a la dirección del flujo sanguíneo y poseen uniones estrechas y desmosomas que mantienen la cohesión entre sus células. La capa subendotelial está formada por tejido conectivo que contiene tanto colágeno como abundantes fibras elásticas, pero además algunas células musculares lisas. La membrana elástica, que separa la túnica íntima de la túnica media, es muy fina y casi indistinguible. La túnica media es muy gruesa y está formada por elastina, colágeno y por células musculares lisas. La túnica adventicia es una capa de conectivo muy delgada donde no aparecen células musculares sino fibroblastos. Hay que destacar que las células musculares lisas de las arterias elásticas, además de producir movimientos contráctiles, son las encargadas de secretar las fibras elásticas y las de colágeno. Es decir, sustituyen a los fibroblastos en lo que a producción de matriz extracelular se refiere. 107 Arterias musculares Son arterias de tamaño medio pero muy variable y se dice que su organización histológica está entre la de las arterias elásticas y la de las arterias pequeñas. Su diámetro suele variar entre 0.1 y 10 mm. El que se parezca a unas u otras depende de su diámetro, pero no existe una característica histológica que las diferencie claramente de las elásticas o de las arterias pequeñas. Se distinguen de las arterias elásticas en que proporcionalmente tienen menos fibras elásticas y más fibras musculares 108 Arterias pequeñas y arteriolas El diámetro de las arterias pequeñas y arteriolas es muy variable y se suelen distinguir unas de otras por el número de capas de células musculares lisas. Se suelen llamar arteriolas cuando poseen 2 a 3 capas de células musculares lisas y su diámetro está en torno a 30 µm. Las arterias pequeñas poseen desde 2 hasta 8 capas de músculo liso. Las arteriolas controlan el flujo sanguíneo hacia la red capilar mediante la actividad de su músculo liso. Su musculatura está ligeramente contraída de manera que regulan la presión sanguínea hacia los capilares. De hecho son las principales responsables de la regulación de esta presión. Su estructura histológica presenta las mismas tres túnicas que se observan en el resto de las arterias. 109 Venas Tienen la misma estructura histológica que las arterias pero la túnica media no está tan desarrollada y presentan diámetros más grandes. Además, en muchas venas, sobre todo las de las extremidades, aparecen válvulas en la luz de sus conductos que impiden que la sangre viaje en dirección contraria por efecto de la gravedad o por una menor presión. Las venas se clasifican por su tamaño en vénulas o venas pequeñas, venas medianas y venas grandes. Venas grandes tienen un tamaño superior a unos 10 mm. Su túnica íntima está formada por un endotelio, poco tejido subendotelial y pocas fibras musculares lisas. La diferencia entre la túnica íntima y la media no es fácilmente distinguible. La túnica media es delgada con fibras musculares lisas dispuestas perpendicularmente al eje del vaso. La túnica adventicia es la capa más gruesa de la pared de la vena grande y está formada por tejido conectivo y fibras musculares lisas dispuestas longitudinalmente. Venas medianas Son venas más pequeñas, con unos 10 mm de diámetro, y representan a la mayoría de las venas del cuerpo humano. El contorno de las venas es más irregular que el de las arterias. Las tres túnicas de sus paredes son claramente distinguibles. La túnica íntima presenta endotelio, lámina basal y una capa delgada de conectivo con fibras musculares. En algunos casos se observa una membrana elástica interna. La túnica media es más delgada que la de las arterias medianas y posee varias capas de células musculares lisas dispuestas entre tejido conectivo. La túnica adventicia es más gruesa que la túnica media y está formada por conectivo. Vénulas Hay dos tipos de vénulas: las poscapilares y las musculares. Las poscapilares son las que recogen la sangre de los capilares. Tienen un diámetro muy pequeño, hasta unos 0.1 mm. El endotelio es muy sensible a señales y cambia sus propiedades de adhesión fácilmente para dejar pasar a los linfocitos o para la extravasación de suero. No poseen una verdadera túnica media. Las venas musculares se sitúan a continuación de las poscapilares y tienen aproximadamente 1 mm de diámetro. Éstas sí poseen una túnica media formada por una o dos capas de células musculares. También presentan una túnica adventicia delgada. 110 Vena mediana Vena y arteria 111 Capilares Son vasos sanguíneos que tienen un diámetro muy pequeño, a veces más pequeño que las dimensiones de un glóbulo rojo. En ellos se produce el intercambio de moléculas entre las células de los tejidos y la sangre, gracias a que están formados sólo por una capa endotelial y una lámina basal. Forman redes vasculares enormemente extensas en el organismo que irrigan todos los órganos. A este tipo de irrigación se le denomina perfusión. Según las características del endotelio los capilares se denominan : Los continuos son los capilares más abundantes. En ellos las células de la capa endotelial sellan los espacios intercelulares de manera que sólo moléculas pequeñas pueden pasar entre ellas. Dichas células endoteliales poseen numerosas vesículas en su citoplasma lo que indica que los procesos de endocitosis y exocitosis son frecuentes. Los capilares fenestrados están formados por células endoteliales que presentan canales o pasajes en su citoplasma, los cuales conectan directamente a la sangre con la membrana basal. Son frecuentes en glándulas endocrinas y tubo digestivo, lugares donde el paso de sustancias a la sangre es muy intensa. Los capilares discontinuos o sinusoidales son poco frecuentes. Sus endotelios no están totalmente sellados, es decir, existen espacios entre las células del endotelio donde las sustancias y las células pueden difundir libremente. Son típicos del hígado, médula ósea y el bazo. 112 Corazón Es el órgano encargado de propulsar la sangre por el sistema circulatorio, aunque es ayudado por los movimientos corporales. Está formado principalmente por células musculares estriadas cardiacas, las cuales sólo se encuentran en este órgano. En mamíferos consta de 4 cavidades, dos ventrículos que propulsan la sangre, y dos aurículas, una que recoge la sangre de los pulmones y la otra del resto del cuerpo. Las aurículas están separadas por un tabique interauricular y los ventrículos por un tabique interventricular. El reflujo de la sangre se evita con las válvulas que se encuentran en las salidas de las diferentes cavidades. Las paredes de las aurículas y de los ventrículos están formadas por tres capas, que de fuera a dentro se denominan epicardio, miocardio y endocardio. El epicardio consta de células mesoteliales y tejido conectivo, con las células mesoteliales recubriendo al tejido conectivo superficialmente. Nervios y vasos sanguíneos que inervan e irrigan el corazón se encuentran en el tejido conectivo del epicardio, además de numerosas células adiposas. El miocardio está formado por las células musculares cardiacas, más algo de tejido conectivo entre ellas. En los ventrículos esta capa es más gruesa que en las aurículas, y consta de dos capas, una externa y otra interna. La capa externa se dispone en espiral, mientras que la profunda lo hace de circularmente en torno al ventrículo. El endocardio consiste de una capa de endotelio y tejido conectivo con algunas células musculares lisas. El tejido conectivo del endocardio que está en contacto con el micardio contiene vasos sanguíneos y nervios.. El tabique interventricular está formado por tejido muscular cardiaco, que está tapizado en ambas caras por endocardio. El tabique interauricular es más delgado y posee la misma distribución tisular que el interventricular, aunque en algunas zonas es básicamente una estructura fibrosa. Las válvulas cardiacas están formadas por tejido conectivo y están rodeadas por endotelio. Cada válvula está formada, desde el interior al exterior por tres capas: fibrosa, esponjosa y ventricular. Estas capas se diferencian por el tipo de conectivo, siendo denso, laxo y denso, respectivamente. 113 Tejido linfático y Sistema inmune – Apo 9 Se considera tejido linfático o linfoide a una forma especial de organización del tejido conjuntivo, constituido por tejido conjuntivo reticular como integrante del estroma y un conjunto de células en el que la mayor parte de sus componentes celulares funcionales son los linfocitos. Por lo tanto, cualquiera que sea la estructura u órgano linfático que exista en nuestro organismo el tejido linfático está constituido por tres componentes: Un componente fibrilar integrado por fibras reticulares (colágena tipo III) que se disponen en la forma de una red tridimensional. Un tipo especial de fibroblastos denominados, células reticulares, situados en los puntos de intersección de las fibras que ellas mismos elaboran. En este entramado fibrocelular se disponen células linfáticas de diversa estirpe que ocupan los espacios de esa red tridimensional. También células plasmáticas y macrófagos libres Este sistema está formado por los vasos linfáticos más los órganos linfoides: nódulos linfáticos, ganglios linfáticos, el bazo y el timo. El tejido linfático o linfoide se dispone en el organismo de tres maneras: Tejido linfático difuso especialmente en las mucosas de una serie de órganos membranosos integrantes de los aparatos respiratorio, digestivo, genital y urinario. Tejido linfático cordonal por ejemplo en la médula de los ganglios linfáticos o integrando el parénquima de la denominada pulpa blanca del bazo. Tejido linfático nodular constituido por tejido linfático organizado en estructuras esféricas u ovoides denominados nódulos o folículos linfáticos, que, a su vez pueden estar diseminados en las mucosas antes mencionadas o agrupados constituyendo acumulaciones linfáticas asociadas a ciertas mucosas como la bucal faríngea (tonsilas o amígdalas), en la intestinal (placas de Peyer) o (la bursa de Fabricio, en aves) o rodeados de una cápsula conjuntiva para formar los órganos linfáticos como el bazo, ganglios linfáticos o linfonodos y el timo. 114 Estructura microscópica de los nódulos o folículos linfaticos Presenta una zona central clara, denominada centro germinativo, rodeada por una zona celular de mayor densidad de linfocitos, llamada manto o región cortical. Este aspecto del nodulo linfático se observa después que un individuo ha desarrollado una respuesta inmunológica, también se le conoce como nodulo secundario. En recién nacidos o en individuos que aún no han recibido una estimulación antigénica y tampoco han desarrollado una respuesta inmunológica, el aspecto del nodulo linfático es uniforme y similar al del manto; se le denomina nodulo primario. El nódulo linfático secundario consta de varios ámbitos celulares: Un centro germinativo en el cual se distinguen dos zonas: Una zona clara apical, que contiene mayor cantidad de células reticulares con citoplasma acidófilo, linfocitos pequeños y en escasa cantidad. También existen células dendríticas consideradas como células procesadoras de antígenos. Una zona oscura de posición basal formada por abundantes linfocitos voluminosos muy agrupados, además de linfoblastos y plasmoblastos, pues en ese lugar se genera una gran proliferación de linfocitos B y su diferenciación en células plasmáticas y en linfocitos B de memoria, aunque en esta zona la cantidad de células plasmáticas maduras es escasa. También se localizan macrófagos cuya función principal es fagocitar restos de linfocitos que en las etapas de diferenciación, muchos de ellos han sufrido apoptosis. Una capa o manto que en la porción apical se adosa como un casquete alrededor del centro germinativo. Está formado por numerosos linfocitos B en reposo, carentes casi de citoplasma, de allí la imagen más oscura que se observa ya que se disponen muy juntos unos a otros, exhibiendo esta zona una basofilia más intensa que la parte central. En la superficie membranal de estos linfocitos se detectan, mediante pruebas inmunohistoquímicas, la presencia de inmunoglobulinas IgM e IgD. Entre los linfocitos B se intercalan abundantes células dendríticas (presentadoras de antígenos) denominadas interdigitantes. 115 Los órganos también linfáticos se clasifican en: Los órganos linfoides primarios (la médula ósea y el timo, así como la Bolsa de Fabricio en las aves) son órganos esenciales, porque su extirpación o su ausencia congénita provocan una deficiencia inmunológica grave. Ellos participan en la formación y la maduración de Ias células linfoides inmunocompetentes. Los órganos linfoides secundarios son Ias estructuras anatómicas que reciben los linfocitos procedentes de los órganos primarios. Su extirpación no compromete la respuesta del sistema inmunitario. Los órganos linfáticos están constituidos por tejido linfático organizado y estructurado en: Tejido linfático difuso. Cordones linfáticos Nódulos o folículos linfáticos. Estos tres componentes se disponen relacionados con el epitelio y tejido subepitelial de superficies mucosas de aparatos o sistemas como en el digestivo, genital, urinario o respiratorio para constituir las estructuras u órganos linfáticos asociados a mucosas tales como: Nódulos linfáticos solitarios existentes en la mucosa (lámina propia o corion) de los tractos digestivo, respiratorio, urinario y genital (MALT). Amígdalas localizadas en la cavidad bucal y faríngea. Placas de Peyer, situadas en el ileon y el colon. Bursa de Fabricio, estructura linfática localizada en la superficie dorsal de la cloaca de las aves. Los tres componentes antes citados también se agrupan o disponen formando órganos aislados, rodeados de una cápsula conjuntiva formando los denominados órganos linfáticos encapsulados. Estos son: Los ganglios linfáticos o linfonodos, estructuras de forma ovoidea, situados e intercalados entre los vasos linfáticos. El Timo, órgano único localizado en la región cervical y/o torácica (mediastino pulmonar). El bazo, órgano voluminoso situado en el epigastrio izquierdo en relación estrecha con el estómago, el colon transverso y la cola del páncreas. 116 Ganglios linfáticos o Linfonodos Son estructuras de forma redondeada u ovoidea, intercaladas entre el recorrido de los vasos linfáticos. Presentan una ligera concavidad en una de sus superficies que recibe el nombre de hilio, lugar por donde penetran vasos arteriales y emergen vasos venosos y linfáticos (eferentes), Por su superficie convexa se introducen varios vasos linfáticos con válvulas, denominados aferentes. En la especie humana suelen medir desde 3 a 5 milímetros hasta tamaños mayores como de 2 a 3 centímetros de longitud. Estroma clásicamente se considera al estroma como el tejido de sostén o soporte del tejido que cumple la función específica de un órgano. Parénquima se denomina parénquima a aquel tejido que hace del órgano algo funcional; en contraposición, el estroma, son los tejidos de sostén. Microscópicamente están constituidos por una corteza y una médula entre ambas se localiza una porción del parénquima linfático denominada paracorteza. El órgano está recubierto por una cápsula de tejido conectivo denso irregular, relativamente gruesa. En ciertas regiones se encuentra rodeado por tejido adiposo. La cápsula remite trabéculas o tabiques conjuntivos incompletos que llegan hasta el límite con la médula, de éstos se desprenden haces de fibras colágenas delgadas y fibras reticulares que, en la médula se disponen organizando una red fibrocelular (células y fibras reticulares) tridimensional. En la región cortical la disposición de la red es menos notoria 117 Los vasos linfáticos aferentes que penetran la cápsula drenan a un espacio subcapsular revestido de endotelio especializado, este espacio se denomina seno marginal o subcapsular el cual se continúa a los lados de las trabéculas como senos trabeculares y éstos se dirigen a la médula del ganglio donde se expanden y constituyen los senos linfáticos medulares. Estos senos se reúnen para formar vasos linfáticos menores que constituyen uno o dos vasos linfáticos eferentes que emergen por el hilio. El parénquima linfático tiene diversas formas de organización. En la corteza se dispone en forma de nódulos linfáticos primarios y secundarios (descritos anteriormente) y tejido linfático difuso, en la médula adopta la forma de cordones y de tejido linfático difuso. En la paracorteza el tejido linfático adquiere cierta densidad porque en esa porción abundan linfocitos T (zona dependiente del timo). En esta región arriban las células presentadoras de antígenos que, mediante sus epítopes y el complejo mayor de histocompatibilidad II (MHC II), interactuan con los linfocitos Th cooperadores los cuales si son activados proliferan, incrementan el grosor de la paracorteza y posteriormente migran ya sea al centro germinativo de los folículos adyacentes o, a través de los senos medulares, abandonan el ganglio y se dirigen a otros ganglios de la vía linfática para estimular los centros antigénicos de los nodulos a los cuales arribaron. 118 119 Bazo Es un órgano impar, situado en el epigastrio izquierdo, por debajo del diafragma. Es de color rojo vino oscuro; mide en promedio 12 cm de longitud x 8 cm de ancho y 4 cm de grosor. Pesa aproximadamente 150 a 200 gramos. Posee una superficie convexa y una superficie cóncava, denominada hilio por donde penetran vasos arteriales y emergen vasos venosos y linfáticos. Es un órgano localizado entre la circulación sanguínea, por lo tanto desarrolla las funciones de filtrar la sangre, eliminando eritrocitos viejos o seniles de la circulación general e interviene en procesos de defensa inmunológica. En algunas especies animales como los caninos, felinos y equinos interviene como un reservorio de sangre. La superficie de corte del bazo al estado fresco, nos muestra una masa uniforme de un color rojo oscuro (pulpa roja) representada microscópicamente por la presencia abundante de eritrocitos contenidos en capilares sinusoidales y senos venosos. En la pulpa roja se distribuyen, de manera más o menos regular, unas estructuras pequeñas redondeadas u ovaladas de un color blanquecino grisáceo (la pulpa blanca), representaciones macroscópicas de los folículos linfáticos. El bazo está rodeado por una cápsula gruesa de tejido conjuntivo fibroso denso irregular con fibras reticulares y, en varias especies animales incluida la humana, por cantidades variables de fibras musculares lisas. Desde la cápsula se desprenden abundantes trabéculas que se introducen hacia el interior del órgano separándolo en compartimentos incompletos los cuales poseen un estroma reticular fibrocelular característico de los órganos linfáticos. Las arterias y venas discurren entre el tejido conjuntivo de las trabéculas. La red estromal alberga abundantes capilares sinusoides y senos venosos, revestidos por un endotelio incompleto que tiene adheridas, en su superficie externa o intercalada entre las células endoteliales, a células reticulares que desarrollan cierta capacidad fagocítica. 120 Circulación sanguínea del bazo Las ramas de la arteria esplénica penetran la cápsula del hilio y se ramifican nuevamente para incorporarse a las trabéculas (arterias trabeculares) por donde discurren hacia el interior del parénquima acompañando a trabéculas de menor grosor. Cuando las arterias alcanzan un diámetro de unos 0.2 mm. Abandonan las trabéculas y son rodeadas, por infiltración de su capa adventicia laxa, de abundantes linfocitos que se disponen en forma de cordones linfáticos en forma de una vaina, denominada vaina linfática periarterial. Estas arterias denominadas arteriolas centrales pueden emitir ramas laterales que atraviesan la periferia de los folículos linfáticos de la pulpa blanca (arteriolas foliculares). Las arteriolas centrales o las foliculares se ramifican en tres o cuatro arteriolas denominadas arteriolas peniciladas que discurren en la pulpa roja. Posteriormente se subdividen en capilares arteriales terminales (sinusoidales) que drenan la sangre en los senos venosos, éstos se reúnen para constituir las vénulas de la pulpa que se incorporan a las trabéculas en la forma de venas trabeculares y abandonan el bazo como venas esplénicas. 121 Timo El timo es un órgano linfático que en la especie humana y en los mamíferos está constituido por dos lóbulos localizados en la porción superior del mediastino torácico, por encima del corazón y de los grandes vasos del tórax, en la especie humana y otros mamíferos. En la especie humana pesa alrededor de 10 y 15 gramos al momento del nacimiento; en la pubertad alcanza su desarrollo máximo, llega a pesar entre 30 y 40 gramos. En la etapa juvenil y adulta entra en un proceso de regresión (involución del timo) y parte de su tejido glandular linfático disminuye y es reemplazado por tejido adiposo. En la etapa adulta pesa aproximadamente 10 gramos. Los dos lóbulos del timo se originan de las III bolsas faríngeas, algunos autores consideran que también intervienen componentes epiteliales de las IV bolsas faríngeas. Las células endodérmicas epiteliales de estas bolsas proliferan y se diferencian en las células reticulares del estroma tímico. El estroma es colonizado, posteriormente por células linfáticas vírgenes indiferenciadas funcionalmente que se forman en la médula ósea a partir de células madres linfoblásticas. Cada lóbulo del timo está rodeado por una cápsula delgada de tejido conjuntivo laxo, la cual envía al interior del órgano trabéculas finas acompañadas de vasos sanguíneos de calibre pequeño (arteriolas y vénulas); las trabéculas al introducirse subdividen a los lóbulos en lobulillos incompletos. Cada lobulillo, de forma poliédrica, está integrado por una corteza y una médula. Las trabéculas sólo llegan al límite corticomedular. Las médulas de los lobulillos vecinos confluyen entre sí. 122 Secciones microscópicas de timo, coloreadas con H-E, muestran a la corteza de un color azul morado oscuro, esto debido a la gran cantidad de linfocitos localizados en esa zona y que están muy agrupados entre sí; en cambio la médula exhibe un color rosa azulado porque en ella los linfocitos existen en menor cantidad y, por la presencia de numerosas células epiteliales reticulares, abundantes macrófagos y células interdigitantes (presentadoras de antígenos) y de unas estructuras formadas por células epiteliales queratinizadas de disposición concéntrica denominadas corpúsculos de Hassall Timo (neonato) 123 Timo (adulto) Fotomicrografía de médula del timo. Tinción de H-E. 600x. Se visualizan los núcleos esféricos y con heterocromatina de los linfocitos “T”. Se distingue un (1) corpúsculo de Hassall. Algunas de sus células exhiben gránulos basófilos de queratohialina. 124 Corteza tímica está integrada por una gran cantidad de linfocitos de varios tamaños, macrófagos y células reticulares. Los linfocitos indiferenciados provienen de la médula ósea y en la corteza inician un proceso intenso de proliferación celular originando linfoblastos (linfocitos grandes) los cuales por autorreplicación (sucesivas mitosis) originarán toda la población de linfocitos (timocitos) de la corteza. Las células reticulares epiteliales son de tres tipos y se distribuyen, en la corteza, de tres maneras: Células reticulares del tipo 1 Células reticulares del tipo 2 Células reticulares del tipo 3 Médula tímica presenta un color más pálido y posee una menor población celular linfática por unidad de superficie. Casi un 5% del total de linfocitos que albergaba la corteza. Son todos ellos linfocitos pequeños que en la corteza se han vuelto en linfocitos T inmunocompetentes. También existen células dendríticas, macrófagos, aunque de menor tamaño que los de la corteza, algunas células plasmáticas y cebadas. Estas últimas llegan al parénquima a través de la irrigación sanguínea medular. En la médula se localizan tres tipos de células reticulares epiteliales: Células epiteliales reticulares tipo 4 Células epiteliales reticulares tipo 5 Células epiteliales reticulares tipo 6 125 Bolsa de Fabricio La bolsa de Fabricio es un órgano pequeño redondeado, que se encuentra situado dorsalmente a la parte caudal de la cloaca de las aves, incluida en el tejido conjuntivo que rodea a la misma. La estructura histológica de la bolsa de Fabricio corresponde a la de un órgano tubular, así presenta para su estudio cuatro túnicas o capas: 1) Mucosa. Epitelio simple prismático, lámina propia de tejido conjuntivo laxo y numerosas formaciones linfoideas (nódulos linfáticos donde se maduran los linfocitos B), constituyendo por esto un órgano linfoides primario, la túnica mucosa está limitada externamente por una musculares mucosa poco desarrollada. 2) Submucosa. Tejido conjuntivo con vasos sanguíneos, linfáticos y terminaciones nerviosas. 3) Capa muscular. Músculo liso en dos direcciones: circular interna y longitudinal externa. 4) Serosa o adventicia. Tejido conjuntivo (superficie de fijación) o Tejido conjuntivo más mesotelio (superficie libre). Función Los linfocitos B en las aves, se maduran y capacitan en la bolsa de Fabricio y tienen la propiedad de diferenciarse en células plasmáticas y producir anticuerpo específico contra el antígeno que provocó su activación. La mucosa de la bolsa presenta pliegues que contienen numerosos folículos linfoides, en los que se puede apreciar el centro germinativo. La bolsa está tapizada por un epitelio pseudoestratificado cilíndrico excepto en el ápice de cada folículo donde se observa un montículo epitelial constituido por un epitelio simple cilíndrico. 126 Bibliografía Gartner LP y Hiat JL. Histología. Texto y atlas. 3ª edición. McGraw-Hill Interamericana. México. 2008 Geneser F. Histología. 3ª edición. Editorial Médica Panamericana, México. 2000 Karp G. Biología Celular y Molecular. 5ª edición McGraw-Hill Interamericana. México. 2009. Roitt I., Brostoff J. y Male D. Immunology. 3a edition Mosby. England. 1993. Ham, D.H. y Cormack D. Tratado de Histología. 8ª edición Editorial Interamericana 1983. Krstic, R. V. Los Tejidos del Hombre y de los Mamíferos. Editorial Interamericana y McGraw-Hill. 1989 Junqueira, L.C. and Carneiro, J. Basic Histology. Texto y Atlas. 11a Edition. McGraw-Hill. 2005 Becker, W.M., Kleinsmith, J.H. and Hardin, Jeff. El mundo de la célula. Editorial Pearson y Addison Welley.2007. Sobotta, J. y Welsch, U. 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Structure and Function of Blood Vessels 127 Una persona usualmente se convierte en aquello que él cree que es. Si yo sigo diciéndome a mí mismo que no puedo hacer algo, es posible que yo termine siendo incapaz de hacerlo. Por el contrario si yo tengo la creencia que sí puedo hacerlo, con seguridad yo adquiriré la capacidad de realizarlo aunque no la haya tenido al principio. Pensa, cree, soña y atrévete. No le temas al fracaso, que no te hará más débil, sino más fuerte. Y cuando queres realmente una cosa, todo el Universo conspira para ayudarte a conseguir lo que soñas… Espero que les haya gustado el resumen, muchas gracias! Kevin Martinez Primera edicion: 23.08.2015 Última edición: 07.01.2016