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CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA Toda la materia que compone el universo, interactúa de diferentes maneras dando así lugar a lo que se conoce como niveles de organización. La forma elemental de la materia son los átomos, los cuales al combinarse formarán distintos tipos de moléculas. Obviamente, para conocer la estructura de una molécula determinada no es suficiente con mirarla atentamente, sino que hay que recurrir a una técnica llamada difracción de rayos X. Esta técnica permite estudiar elementos que midan menos de1nm (0,000001mm). Ahora bien, la combinación de moléculas posibilita la conformación de macromoléculas, las cuales se asocian para formar entre otras cosas, a los componentes celulares (REL, REG, mitocondrias, etc.). A estos elementos se los llama submicroscópicos ya que no es posible visualizarlos con microscopios ópticos, por estar debajo de su poder de resolución) pero sí con el microscopio electrónico, el cual trabaja con un poder de resolución entre 200 y 0,4nm (o sea que permite ver objetos que midan entre 200 y 0,4nm). Con la combinación de los elementos submicroscópicos llegamos a la célula y con la asociación de las mismas a los tejidos, ambos niveles de organización son susceptibles de ser observados utilizando el microscopio óptico. Tener presente que estos microscopios son útiles para observar objetos entre 100ª 0,2 micrones (1micron = 0,001mm). Por último, cuando se asocian los tejidos, se conforman los órganos, a estos, es posible visualizarlos con el ojo humano, ya que su tamaño está por encima de 0,1mm. Es importante recalcar que el ojo humano le es imposible distinguir objetos de menos de 50 micrones de diámetro (amplificación limitada), tampoco puede discriminar la separación de dos puntos si estos están a menos de 0,01mm de distancia (limite de resolución 0,01mm). Para resolver estas limitaciones, se utilizan distintos lentes, las cuales combinadas constituyen el microscopio compuesto (porque está constituido por más de un lente). Este aparato permitió aumentar la amplificación del ojo y disminuir su límite resolutivo. Resumen: • Átomos: oxígeno, nitrógeno, carbono, etc. • Moléculas: conjunto de átomos, ejemplo: agua, sales, etc. • Macromoléculas: asociación de moléculas, ejemplo: proteínas, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos. • Células: conformados por la asociación de macromoléculas. • Tejidos: conjunto de células y matriz extracelular que poseen características y funciones en común. Ejemplo: epitelios, conectivos, muscular, nervioso. • Órganos: conjunto de tejidos que se asocian para cumplir con una función determinada, ejemplo: riñón, hígado, estómago, corazón, etc. • Aparatos: conjunto de órganos cada uno de ellos constituido por varios tejidos diferentes. Ejemplo: aparato respiratorio, urinario, digestivo, etc. • Sistemas: conjunto de órganos que cada uno de ellos está constituido por un solo tejido. Ejemplo: sistema nervioso. CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar MICROSCOPIA DESCRIPCIÓN DEL MICROSCOPIO ÓPTICO COMPUESTO: El microscopio óptico está constituido fundamentalmente por dos partes; una parte mecánica y una parte óptica. SISTEMA MECÁNICO: 1- Pie: le da sostén y apoyo al microscopio. 2- Columna: en ella se apoyan otros constituyentes del sistema mecánico, por ejemplo; platina, tubo, tornillos macrométrico y micrométrico. 3- Tornillo macrométrico: al moverlo, acerca el tubo a la platina donde se haya apoyado el preparado. El movimiento es grande. 4- Tornillo micrométrico: genera el desplazamiento vertical del tubo, pero produce un movimiento más minucioso. 5- Tubo: es un cilindro hueco de 160mm aproximadamente; que posee dos extremos uno superior en el cual se inserta el ocular (por donde miramos) y otro inferior donde queda ubicado el revólver. 6- Revolver: es una estructura giratoria donde se montan los diferentes objetivos. 7- Platina: estructura perpendicular al tubo, funcione de plataforma en la cual se apoya el preparado. Posee un orificio en la parte central para permitir el paso de luz a través de ella. 8- Subplatina: se ubica por debajo de la platina y sirve como sustento del condensador. SISTEMA ÓPTICO: Antes de comenzar con la descripción de los componentes del sistema óptico es necesario comprender cuál es el fundamento del funcionamiento del microscopio compuesto de campo claro (también llamado de luz). Se define como luz al agente físico que hace visible los objetos. La luz está formada por partículas llamadas fotones, los cuales viajan por el espacio, describiendo una trayectoria ondulatoria. Los fotones, al impactar contra los objetos, son en parte absorbidos y en parte reflejados por estos, CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar cambiando así la longitud de onda de los fotones, y dando así la impresión sensorial de los colores (los diferentes colores son la consecuencia de las diferentes longitudes de ondas que pueden tener los fotones refractados). Este principio físico (el de la desigual absorción y reflexión de la luz por los objetos) es el fundamento del funcionamiento del microscopio de luz. Por eso es indispensable para que este aparato funcione, que esté iluminado sea con luz natural o artificial. SISTEMA ÓPTICO DE ILUMINACIÓN: 1- Fuente de luz: consta de una lámpara ubicada en la base del microscopio, o en el caso de no estar incluida en el mismo, se colocará a 30 cm de distancia del espejo del aparato, con este espejo se guiará a la luz hacia el condensador. 2- Condensador: consta de un sistema de lentes convergentes; como su nombre lo indica su función es la de condensar lo rayos de luz dispersos en un solo haz de luz para que este atraviese el preparado histológico. 3- Diafragma: se ubica por debajo del condensador, y su función es la de regular los rayos luminosos que inciden en el mismo. SISTEMA ÓPTICO DE OBSERVACIÓN: 1- OBJETIVO: consta de un conjunto de lentes, que formarán una imagen; aumentada, real e invertida del objeto atravesado por la luz. Hay de dos tipos: Secos: son los que no necesitan de ninguna sustancia interpuesta entre la lente frontal y el preparado histológico, los más utilizados son: a) Panorámico: tiene un aumento de 5X. b) Seco débil: tiene un aumento de 10X. c) Seco fuerte: tiene un aumento de 40X. Inmersión: son los que necesitan una sustancia interpuesta entre la lente frontal y el preparado histológico (dicha sustancia tiene un índice de refracción similar al vidrio). El objetivo de inmersión más usado es el que tiene un aumento de 100X. Hay que tener en cuenta que a pesar de estar usando un buen objetivo la imagen puede sufrir algún tipo de distorsión. A estos defectos se los llama aberraciones y las más comunes son: 1) Aberración de esfericidad:Ocurren cuando los rayos que atraviesan el objetivo no se cruzan en el mismo punto, quedando así varias imágenes. Esta aberración se corrige cerrando un poco el diafragma del microscopio, anulando así los rayos más periféricos que llegan al objetivo. 2) Aberración cromática: Ocurre cuando la descomposición de la luz al atravesar el objetivo es exagerada. Se corrige utilizando objetivos acromáticos. CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar 2- OCULAR: Compuesto por dos lentes planos convexas: la inferior llamada lente objetivo (recibe la imagen formada por el objetivo) y la superior llamada lente ocular (está más cerca del ojo). Los oculares más comunes son los que tienen un aumento de 10X. Marcha de rayos. Se entiende por marcha de rayos a la transformación que ocurre con la imagen de la muestra al observarla con el microscopio óptico. Como síntesis podemos decir que el lente objetivo aumenta la imagen del objeto y la proyecta sobre el ocular. El lente ocular aumenta aun mas esta imagen proyectándola sobre el ojo del observador. La muestra es tomada por el lente objetivo y produce una imagen (I1), esta imagen es de mayor tamaño, invertida y real (es real porque es una imagen de un objeto). Esta imagen es tomada por el lente ocular que produce una imagen (I2), que es directa (con respecto a I1, ya que están del mismo lado del plano), de mayor tamaño y virtual (ya que es una imagen de otra imagen). Por lo tanto, la imagen final (I2) con respecto a la muestra es: 1- De mayor tamaño. 2- Invertida. 3- Virtual. AUMENTO DEL MICROSCOPIO Para calcular el aumento total del microscopio se multiplica el aumento del objetivo por el aumento del ocular. CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar CONCEPTOS IMPORTANTES - Poder de resolución: es la capacidad que tiene un microscopio para poder observar objetos pequeños (o lo que vale decir los detalles de un objeto). - Límite de resolución: es la mínima distancia que debe haber entre dos puntos para que puedan ser percibidos como puntos distintos. Para que podamos ver dos objetos separados hace falta que los mismos estén separados por más de 0,1mm (ya que este es el límite de resolución del ojo humano). Si los objetos están más cerca el uno del otro los percibiremos como uno solo. Si dos objetos están a 0,01mm separados (o sea, 10 veces más cerca que en el ejemplo anterior) la única forma que podamos verlos como tal, es aumentando la imagen de ellos 10 veces. Para eso debemos utilizar un lente. Lo que hemos hecho entonces es, disminuir nuestro límite de resolución de 0,1mm a 0,01mm, o lo que es lo mismo aumentando nuestro poder de resolución 10 veces. Como se habrán dado cuenta estas dos variables son inversamente proporcionales. Es importante conocer la forma de calcular el límite de resolución de un determinado aparato, para esto hay una fórmula. Se desprende de esta fórmula que la única forma de disminuir el límite resolutivo de un determinado aparato es: 1. Modificar la luz utilizada de manera que ésta tenga una longitud de onda menor. 2. Aumentar la apertura numérica. Para lo cual hay que conocer la fórmula. Donde n es el índice de refracción del medio y representa el cambio de dirección de la luz cuando cambia de medio. n del aire = 1 n del agua = 1,33 n del aceite = 1,51 n del vidrio = 1,52 Alfha: es el semiángulo de apertura. Es la mitad del ángulo de apertura, representado por los rayos más periféricos que inciden en el objetivo. CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar Diferencias entre el Microscopio óptico y el microscopio electrónico. Características Microscopio óptico Microscopio electrónico Radiación empleada Haz de Luz Haz de electrones Fuente de radiación Lámparas artificiales o luz solar Filamento de tungsteno que emite electrones Medio presente en el tubo Aire Vacio Lentes Lentes de cristal Bobinas eléctricas (lentes electromagnéticas) Elemento contrastante Sustancias de tinción Placa fluorescente Limite de resolución 0,2 micrómetros 2,5 nanómetros Tamaño del campo observado 1500 micrómetros con el seco débil 375 micrómetros con el seco fuerte Menor a 10 micrómetros (depende del aumento del microscopio) Nivel de información morfológica obtenida Estructura Ultraestructura Fijador empleado Formol Glutaraldehído y tetraóxido de osmio Sustancia de inclusión empleada Parafina Resina epoxi Espesor del corte 5 a 10 micrómetros 600 a 800 angstrom Instrumento del corte empleado micrótomo Ultra micrótomo con cuchillas de diamante Obtención de contraste Dado por la diversidad de coloración Por diferente densidad de captación de electrones. Ventajas Se pueden observar células vivas Bajo costo Se puede observar la ultraestructura Desventajas Nivel de resolución bajo Altísimo costo Gran tamaño CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar CURSOS DE HISTOLOGÍA y ANATOMÍA MICROSCOPÍA Instituto Aula Magna©, Todos los Derechos Reservados Tucumán 1901, Espacio de La Salle, CABA Te: 4373-0816 / 11-2826-6629 www.amagna.com.ar TIPOS DE MICROSCOPIOS MICROSCOPIOS ÓPTICOS Microscopio de campo claro: es el microscopio óptico compuesto utilizado en la mayoría de los laboratorios. Para formar una imagen a partir de un corte histológico usa luz visible, por esto la muestra debe ser lo bastante fina como para que los haces de luz puedan atravesarla. También se usan métodos de tinción, según las necesidades, con el fin de aumentar los detalles en la imagen. Microscopio de contraste de fase: posibilita la observación de muestras sin colorear, por lo que resulta útil para estudiar especímenes vivos. Microscopio de interferencia: es una modificación del anterior que permite la cuantificación de masa en los tejidos. Microscopio de interferencia diferencial: también es una modificación del microscopio de contraste de fase, que permite estudiar las propiedades de superficie de las células. Microscopio de fluorescencia: permite la observación de estructuras fluorescentes, ya sea naturales o artificiales. Microscopio de barrido con focal: se usa para estudiar la estructura de sustancias biológicas. Combina partes de un microscopio de campo claro con equipo fluorescente y un sistema de barrido que emplea un rayo láser. A través de una computadora se reconstruye la imagen tomada por planos, a una imagen tridimensional. Microscopio de luz ultravioleta: sus resultados se registran fotográficamenteya que la luz U.V. no es visible y daña la retina. Se utiliza en la detección de ácidos nucleicos, que absorben esta luz. Microscopio de luz polarizada: es una modificación del microscopio de campo claro. Debido al fenómeno de birrefringencia se pueden observar sustancias cristalinas y moléculas fibrosas. MICROSCOPIO ELECTRONICOS Microscopio electrónico de transmisión (MET): utiliza un haz de electrones para producir la imagen. Permite la observación de detalles a escala macromolecular. Microscopio electrónico de barrido (MEB): en este caso el haz de electrones no atraviesa la muestra, sino que choca contra su superficie. Permite una gran magnificación de las imágenes. http://www.anatomohistologia.uns.edu.ar/link/link.asp?url=http://photonics.cnb.uam.es/Photonic_sp/Review/fluores.htm http://www.anatomohistologia.uns.edu.ar/link/link.asp?url=http://photonics.cnb.uam.es/Photonic_sp/Review/confocal.htm
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