Apunts Histologia 1r parcial: epitelis, conjuntiu, cartílag

Mètodes histològics i diagnòstic microscòpic

La histologia és la disciplina biològica dedicada a l'anàlisi de l'estructura microscòpica dels teixits. Un teixit es defineix com una agrupació coordinada de cèl·lules diferenciades i matriu extracel·lular especialitzades en funcions fisiològiques concretes. Com que la majoria de mostres biològiques són gruixudes, opaques i incolores en el seu estat fresc, l'estudi microscòpic requereix una transformació fisicoquímica complexa que immobilitzi els components cel·lulars, permeti tallar seccions extremadament fines i atorgui contrast cromàtic diferencial.

1. El processament histològic estàndard en parafina

Per preparar un teixit sòlid per al microscopi òptic convencional de camp clar, cal seguir una seqüència rigorosa d'etapes estandarditzades. Qualsevol desviació en aquest protocol pot produir artefactes de tècnica, com ara retraccions tissulars, plecs o precipitats químics.

1. Obtenció del material i fixació: Tan bon punt s'extreu el teixit (biòpsia o necròpsia), comença la degradació enzimàtica interna. La fixació histològica és el procediment que atura l'autòlisi, impedeix la proliferació bacteriana i manté inalterades les estructures químiques i morfològiques del teixit. El fixador químic universal per excel·lència és el formaldehid al 4 % tamponat (també conegut com a formalina al 10 %). Aquest compost actua creant ponts creuats covalents entre els grups amino de les proteïnes, desnaturalitzant-les i immobilitzant-les sense alterar substancialment la seva disposició espacial.
2. Deshidratació: El medi de suport estàndard per a la microtomia òptica és la parafina histològica, una substància hidròfoba. Com que les cèl·lules contenen entre un 70 % i un 80 % d'aigua lliure i lligada, l'aigua s'ha d'eliminar completament. Es submergeix la mostra en una sèrie de banys d'etanol de concentració creixent (per exemple: 70 %, 80 %, 96 % i alcohol absolut al 100 %). L'augment progressiu de la concentració alcohòlica és imprescindible per evitar canvis osmòtics sobtats que col·lapsin o deformin les cèl·lules.
3. Aclariment o diafanització: L'etanol absolut no és miscible amb la parafina fosa. Per tant, cal substituir l'alcohol per un solvent orgànic intermedi miscible amb ambdós: habitualment el xilol (xilè). Durant aquesta fase, el teixit perd opacitat i esdevé translúcid a causa de la igualació dels índexs de refracció.
4. Inclusió en parafina: La mostra s'introdueix en parafina líquida a uns 56–60 °C dins d'una estufa. La parafina penetra en tots els espais intracel·lulars i extracel·lulars ocupats prèviament pel xilol. Quan es refreda a temperatura ambient en un motlle metàl·lic, solidifica formant un bloc rígid i homogeni.
5. Microtomia (tall): El bloc de parafina es munta en un micròtom mecànic proveït d'una fulla de gran precisió. S'obtenen seccions d'un gruix típic de 3 a 5 µm, que permeten el pas eficient de la llum. Els talls s'estenen en un bany termostàtic d'aigua tèbia per eliminar arrugues i es recullen sobre un portaobjectes de vidre.
6. Desparafinatge i hidratació: La gran majoria de colorants histològics són hidrosolubles. Per tant, cal revertir el procés d'inclusió: s'elimina la parafina amb banys de xilol i es rehidrata el teixit passant per una escala d'etanol decreixent (100 %, 96 %, 70 %) fins a aigua destil·lada.
7. Tinció i muntatge definitiu: S'apliquen les solucions colorants (per exemple, hematoxilina i eosina). Posteriorment, la preparació es torna a deshidratar ràpidament mitjançant banys alcohòlics i xilol, i es cobreix amb una gota de resina sintètica no hidrosoluble (bàlsam del Canadà o medi de muntatge plàstic) i un cobreobjectes, assegurant una conservació indefinida.

2. Bases químiques de la tinció d'Hematoxilina i Eosina (H&E)

La combinació d'hematoxilina i eosina és la tinció topogràfica universal en microscòpia òptica mèdica i biològica. Es fonamenta en la interacció iònica electroestàtica entre colorants amb càrrega neta i les molècules cel·lulars.

La distribució dels colorants depèn de dues propietats químiques fonamentals:

• Basofília: És la propietat que posseeixen les estructures àcides d'un teixit d'unir-se a colorants bàsics (catiònics, amb càrrega neta positiva com $\text{Colorant}^+$). L'hematoxilina actua formalment com a colorant bàsic gràcies a l'ús d'un mordent metàl·lic (com sals d'alumini). Els components cel·lulars rics en àcids nucleics posseeixen nombrosos grups fosfat ionitzats negativament ($\text{PO}_4^{3-}$). Així, el nucli cel·lular (per l'heterocromatina i el nuclèol) i les regions citoplasmàtiques amb gran densitat de ribosomes i reticle endoplasmàtic rugós adquireixen una tonalitat blau-violàcia fosca.
• Acidofília (o eosinofília): És la tendència de les estructures cel·lulars bàsiques a reaccionar amb colorants àcids (aniònics, amb càrrega neta negativa com $\text{Colorant}^-$). L'eosina és un colorant àcid que interacciona mitjançant enllaços electroestàtics amb grups amino ionitzats ($-\text{NH}_3^+$) de les proteïnes cel·lulars. Per aquest motiu, la immensa majoria del citoplasma, els filaments del citoesquelet, els mitocondris, les fibres de col·lagen de la matriu extracel·lular i el contingut proteic dels eritròcits es tenyeixen de color rosa o vermell intens.

3. Histoquímica de glúcids: la reacció de l'àcid periòdic de Schiff (PAS)

Quan cal identificar hidrats de carboni que no es distingeixen mitjançant la tinció convencional d'hematoxilina-eosina, s'utilitza la tècnica de l'àcid periòdic de Schiff (PAS). Aquest procediment no es basa en afinitats àcid-base simples, sinó en una reacció química seqüencial d'oxidació i formació de nous complexos moleculars cromògens.

Les estructures que donen positivitat al PAS són:

• Glucogen: Dipòsits intracel·lulars en hepatòcits o fibres musculars esquelètiques.
• Glicocàlix apical: Present a les microvellositats dels enteròcits intestinals i de les cèl·lules tubulars renals.
• Mucines i moc: Síntesi en cèl·lules caliciformes de l'epiteli respiratori i intestinal.
• Membranes basals: Per la seva abundància en proteoglicans i glicoproteïnes estructurals.

4. Tècniques de tinció especials d'ús freqüent

Tot i la gran utilitat de la tinció d'hematoxilina-eosina, aquesta sovint no permet diferenciar entre cèl·lules musculars i feixos densos de col·lagen, ni tampoc visualitzar fibres primes del teixit connectiu com les fibres elàstiques o reticulars. En diagnòstic histopatològic s'utilitzen tincions selectives:

Idees clau

• La fixació histològica (principalment amb formalina al 4 %) evita l'autòlisi creant ponts covalents entre proteïnes.
• La inclusió requereix una deshidratació gradual en alcohols i un aclariment en xilol abans d'infiltrar la mostra amb parafina.
• L'hematoxilina té comportament bàsic i tenyeix estructures àcides basòfiles com l'ADN i l'ARN nuclear de color blau-violaci.
• L'eosina és un colorant àcid que tenyeix estructures proteiques bàsiques acidòfiles com el citoplasma i el col·lagen de color rosa.
• La reacció de PAS revela polisacàrids, glicoproteïnes i membranes basals mitjançant la formació d'aldehids que reaccionen amb la leucofucsina prenent color magenta.
• Tècniques especials com el Masson, la impregnació argèntica i el Verhoeff diferencien col·lagen, fibres reticulars i fibres elàstiques.

Posa a prova el que has après

1. Quin és el propòsit fonamental de la fixació amb formalina al 4 %? — Evitar l'autòlisi immobilitzant proteïnes per entrecreuament
2. Per què cal desparafinar i hidratar la secció abans de tenyir-la amb H&E? — Perquè els colorants són d'arrel aquosa
3. Quina d'aquestes estructures presenta una marcada eosinofília (acidofília)? — Eritròcits rics en hemoglobina
4. Quin component es tenyeix de color fúcsia intens amb la reacció de PAS? — Glicocàlix i membrana basal

Teixits epitelials — Organització cel·lular, histogènesi i polaritat

Els teixits epitelials constitueixen un dels quatre teixits biològics fonamentals de l'organisme animal. Es caracteritzen per formar làmines contínues o agregats compactes de cèl·lules estretament juxtaposades que recobreixen superfícies externes, entapissen cavitats internes i delimiten conductes, a més d'originar les unitats funcionals del sistema glandular.

1. Propietats generals i organització cel·lular

A diferència del teixit conjuntiu, on predomina una xarxa fibril·lar abundant (vegeu «Teixit conjuntiu i adipós — Matriu extracel·lular: fibres i substància fonamental amorfa»), l'epiteli presenta una densitat cel·lular màxima amb un volum de matriu extracel·lular intercel·lular pràcticament nul. Les cèl·lules adopten geometries polièdriques regulars —planes, cúbiques o prismàtiques— que els permeten encaixar hermèticament sense deixar espais buits.

Les característiques biològiques definitòries del teixit epitelial inclouen:

• Cohesió intercel·lular extrema: Mantinguda gràcies a un citoesquelet molt desenvolupat i a sistemes moleculars d'ancoratge mecànic com les cadherines i les integrines (vegeu «Teixits epitelials — Complexos d'unió i membrana basal»).
• Avascularitat estricta: El teixit epitelial no conté vasos sanguinis ni limfàtics propis. La seva nutrició, intercanvi de gasos i eliminació de metabòlits depenen exclusivament del fenomen de difusió passiva a través de la làmina basal des dels capil·lars situats al teixit conjuntiu adjacent.
• Presència de membrana basal: Totes les làmines epitelials descansen sobre una estructura de suport acel·lular rica en proteoglicans i col·lagen especialitzat que actua com a interfície estructural i filtre selectiu (vegeu «Teixits epitelials — Complexos d'unió i membrana basal»).
• Innervació sensitiva: Tot i no tenir vasos, els epitelis reben una rica xarxa de terminacions nervioses lliures o corpuscles sensitius procedents del derma o de la làmina pròpia subjacent, encarregats de percebre estímuls tàctils, tèrmics o nociceptius.
• Alta taxa de renovació i plasticitat: Les cèl·lules epitelials suporten desgast mecànic, químic i ambiental constant. Per aquest motiu, presenten una vida mitjana limitada i es renoven contínuament mitjançant cèl·lules mare somàtiques que proliferen i es diferencien a velocitats regulades per a cada òrgan.

2. Histogènesi epitelial: derivació de les tres fulles germinals

Durant el desenvolupament embrionari primerenc, la gastrulació dóna lloc a tres capes germinatives: l'ectoderm, el mesoderm i l'endoderm. A diferència d'altres teixits bàsics que tenen un origen predominantment mesodèrmic (com el conjuntiu o el muscular), el teixit epitelial és l'únic que deriva funcionalment de totes tres fulles embrionàries.

La distribució dels diferents epitelis madurs segons la fulla embrionària d'origen segueix un patró funcional molt definit:

3. Localització anatòmica i espectre funcional dels epitelis

Atesa la seva posició de frontera entre el medi intern i l'exterior (o entre compartiments biològics diferents), els epitelis acompleixen un ventall extraordinari de funcions especialitzades segons la seva ubicació:

• Protecció mecànica i química: Suposa una barrera impermeabilitzada que evita la dessecació cel·lular, la pèrdua de fluids corporals i la penetració de patògens o tòxics físics (com l'epidermis queratinitzada de la pell).
• Absorció de nutrients i aigua: Cèl·lules dotades de mecanismes moleculars de transport per incorporar substàncies des de la llum cap al medi intern, tal com succeeix a l'epiteli columnar intestinal o als túbuls contorts renals.
• Secreció biològica: Síntesi i alliberament de substàncies com mucines, enzims hidrolítics, hormones o líquids aquosos (com les glàndules gàstriques, sudorípares o el pàncrees exocrí; vegeu «Teixits epitelials — Epitelis glandulars i mecanismes de secreció»).
• Transport transcel·lular i neteja mucociliar: Moviment de molècules i gasos a través de la pròpia cèl·lula (com als alvèols pulmonars durant l'hematosi) o desplaçament actiu de partícules i moc sobre la superfície apical mitjançant l'acció coordinada de cilis.
• Recepció sensorial: Cèl·lules epitelials diferenciades com a transductors d'estímuls físics o químics associades a fibres nervioses aferents, com els corpuscles gustatius de les papil·les linguals, les cèl·lules ciliades de l'oïda interna o l'epiteli olfactori.

4. Polaritat cel·lular morfofuncional

La polaritat cel·lular és l'organització asimètrica dels components citoplasmàtics, orgànuls i proteïnes de membrana al llarg d'un eix vectoritzat que va des del pol basal fins al pol apical. Aquesta diferenciació polar és indispensable perquè l'epiteli pugui dur a terme transport vectorial dirigit, translocant substàncies selectivament entre l'espai luminal i el teixit conjuntiu subjacent.

Es distingeixen tres dominis de membrana ben delimitats morfològicament i funcionalment:

1. Domini apical: Orientat sempre cap a l'espai exterior lliure o cap a la llum (lumen) d'un òrgan buit o conducte secretor. Conté lípids específics (balses lipídiques riques en colesterol i esfingolípids), canals iònics, proteïnes transportadores i especialitzacions mòbils o d'absorció.
2. Domini lateral: Regió en contacte estret amb les membranes de les cèl·lules epitelials veïnes. Es caracteritza per la presència de molècules d'adhesió cel·lular i complexos d'unió que segellen l'espai intercel·lular i permeten la comunicació paracrina (vegeu «Teixits epitelials — Complexos d'unió i membrana basal»).
3. Domini basal: Superfície de contacte recolzada sobre la làmina basal acel·lular. Conté receptors transmembrana de la família de les integrines organitzats en hemidesmosomes i contactes focals, a més de bombes iòniques com la $\text{Na}^+/\text{K}^+$-ATPasa que mantenen els gradients electroquímics.

5. Especialitzacions del domini apical: microvellositats i cilis vibràtils

Depenent del requeriment funcional de l'epiteli en un òrgan determinat, la membrana plasmàtica apical es replega i reorganitza en estructures citològiques complexes sustentades per elements interns del citoesquelet:

Microvellositats

Són evaginacions digitiformes immòbils de la membrana plasmàtica que tenen com a objectiu prioritari multiplicar notablement la superfície efectiva d'intercanvi i absorció. Al microscopi òptic clàssic, quan es presenten de manera molt densa i homogènia a les cèl·lules absortives de l'intestí prim o dels túbuls renals, constitueixen la denominada vora en raspall o ribet en xapa.

Ultraestructuralment, tenen una longitud mitjana d'1–2 µm i un diàmetre d'uns 0,1 µm. El seu esquelet intern està format per un feix longitudinal d'uns 20 a 30 filaments d'actina polaritzats, units entre si de forma rígida per proteïnes d'entrecreuament com la fimbrina i la vil·lina. A la base de cada microvellositat, els extrems d'aquests filaments d'actina s'ancoren a una densa malla horitzontal subapical anomenada xarxa terminal (terminal web), integrada per filaments d'actina, espectrina i miosina II.

Cilis vibràtils

Els cilis són apèndixs filiformes dotats de moviment actiu i coordinat capaços de desplaçar fluids, moc i partícules en suspensió per sobre de la superfície epitelial cap a l'exterior de l'organisme. Es troben típicament a l'epiteli de les vies respiratòries (des de les fosses nasals fins als bronquis) i a les trompes de Fal·lopi (oviductes), on faciliten el transport de l'oòcit cap a l'úter.

Són estructures molt més llargues que les microvellositats (aproximadament 7–10 µm de longitud per 0,25 µm de diàmetre). El seu eix funcional està format per l'axonema, una bastida de microtúbuls organitzada segons el clàssic patró $9 \times 2 + 2$: nou doblets de microtúbuls perifèrics que encerclen un parell central de microtúbuls simples. El moviment ciliat és un procés dependent d'ATP impulsat per braços moleculars de dineïna ciliar, una proteïna motora que fa lliscar un doblet perifèric sobre el contigu, generant una curvatura coordinada i flexible. A la base del cili, l'axonema s'insereix en el corpuscle basal o cinetosoma, una estructura citoplasmàtica anàloga a un centríol que presenta una ordenació de triplets de microtúbuls en disposició $9 \times 3 + 0$.

Idees clau

• Els teixits epitelials estan formats per cèl·lules polièdriques fortament unides, amb absència pràctica de matriu extracel·lular i caràcter totalment avascular.
• La nutrició cel·lular es produeix exclusivament per difusió passiva de nutrients i gasos des dels capil·lars del teixit conjuntiu a través de la membrana basal.
• L'epiteli té un origen embrionari derivat de totes tres fulles: ectoderm (epidermis i còrnia), mesoderm (endoteli, mesoteli i túbuls renals) i endoderm (revestiment gastrointestinal i respiratori).
• La polaritat epitelial estableix tres dominis de membrana funcionals: apical (llum), lateral (unions intercel·lulars) i basal (ancoratge a la làmina basal).
• Les microvellositats contenen filaments d'actina i augmenten la superfície d'absorció (1–2 µm), mentre que els cilis tenen un axonema de microtúbuls $9 \times 2 + 2$ que genera moviment rítmic actiu (7–10 µm).

Posa a prova el que has après

1. Quin dels següents trets morfològics NO és propi del teixit epitelial? — Abundant matriu extracel·lular fibril·lar
2. Quin epiteli adult té el seu origen embrionari a la fulla ectodèrmica? — L'epidermis de la pell
3. Quina proteïna motora és responsable del moviment actiu dels cilis vibràtils? — Dineïna ciliar
4. En què es diferencien morfològicament les microvellositats respecte als cilis? — Són més curtes i contenen actina

Teixits epitelials — Complexos d'unió i membrana basal

Els epitelis actuen com a barreres selectives altament especialitzades. Com s'ha descrit en relació amb la polaritat cel·lular (vegeu «Teixits epitelials — Organització cel·lular, histogènesi i polaritat»), les cèl·lules d'un epiteli presenten un domini apical lliure, dominis laterals en íntim contacte amb les cèl·lules veïnes i un domini basal recolzat sobre una matriu especialitzada. La integritat mecànica, la compartimentació fisiològica i la comunicació intercel·lular d'aquests teixits depenen directament de dues estructures clau: els complexos d'unió i la làmina basal.

Secció completa amb Premium

Idees clau

• na aliqua ut enim ad minim veniam quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipiscing elit sed do
• s nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipiscing elit sed do eiusmod tempor in
• s nisi ut aliquip ex ea commodo consequat lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipiscing elit sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua ut enim ad minim veniam quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat lorem ipsum dolor sit amet cons
• quat lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipiscing elit sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua ut enim ad minim veniam quis nostrud exercitatio
• ctetur adipiscing elit sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua ut enim ad minim veniam quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo