HISTOLOGIA_1

APUNTES DE HISTOLOGIA

APUNTES DE HISTOLOGIA Si se analizan los sucesivos estadios de organización del organismo, entre los que figura en primer lugar la célula, encontramos que el segundo escalón está representado por los tejidos. Ya conocemos cómo las células se especializan y diferencian según las distintas actividades que van a realizar, de ahí la gran diversidad celular que existe en respuesta a las muy diferentes funciones que el conjunto de nuestro organismo efectúa. Por lo tanto, los tejidos son agrupaciones celulares que tienen un nivel de diferenciación y un origen embrionario semejantes, así como una capacidad funcional común. Como ya sabemos, las células viven en un medio o sustancia intersticial que representa el espacio intercelular; por lo tanto, las células y el medio intersticial o matriz en el que se encuentran serán los elementos a estudiar en los tejidos. Todos los órganos, y por consiguiente los sistemas y aparatos, están constituidos por tejidos. Existen cuatro tejidos básicos en nuestro organismo: epitelial, conjuntivo o conectivo, muscular y nervioso. Como variedades del tejido conjuntivo existen el tejido cartilaginoso, el tejido óseo, e incluso la sangre, que es una variedad de aquél, cuya matriz es líquida.

I - TEJIDO EPITELIAL A - CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS TEJIDOS EPITELIALES En los tejidos epiteliales, las células están estrechamente unidas entre sí formando láminas. La matriz extracelular es escasa y se ubica por debajo de las de células epiteliales (Figura 1). Ella forma una delgada capa llamada lámina basal.

Figura 1

Figura 2

Las células soportan las tensiones mecánicas, por medio de resistentes filamentos proteicos que se entrecruzan, en el citoplasma de cada célula epitelial, formando el citoesqueleto. Para transmitir la tensión mecánica de una célula a las siguientes, estos ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA filamentos están unidos a proteínas transmembrana ubicadas en sitios especializados de la membrana celular. Estas proteínas se asocian, en el espacio intercelular, ya sea con proteínas similares de la membrana de las células adyacentes, o con proteínas propias de la lámina basal subyacente (Figura2)

Figura 3

Los tejidos epiteliales limitan tanto las cavidades internas como las superficies libres del cuerpo. La presencia de uniones especializadas entre sus células permite a los epitelios formar barreras para el movimiento de agua, solutos o células, desde un compartimiento corporal a otro. Como se ilustra en la figura3, un epitelio separa el lumen intestinal de los tejidos subyacentes; y un epitelio separa a la pared intestinal de la cavidad abdominal.

B - ESTRUCTURA GENERAL DE LOS TEJIDOS EPITELIALES El tejido epitelial se divide en dos grandes grupos en relación con su localización y su función. Cuando se encuentra tapizando la superficie de nuestro organismo se le denomina epitelio de revestimiento, y cuando su función es la secreción se designa epitelio glandular. Es importante conocer que esta división se hace con un criterio anatómico en un caso (localización) y funcional en otro (secreción), lo que implica que puedan existir formas comunes, como veremos más adelante en los casos de epitelio de revestimiento con función secretora. 1) CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS EPITELIOS El tejido epitelial tiene dos características generales: 1. La intensa cohesión entre sus células y, por lo tanto, la presencia de muy escasa sustancia intercelular, representada por una pequeña cantidad de mucopolisacáridos ricos en cationes, principalmente calcio. 2. La polaridad. El tejido epitelial deriva embriológicamente de forma preferente del ectodermo y del endodermo. La cohesión intercelular se debe a una mínima presencia de sustancia intercelular y a la frecuente existencia de una serie de mecanismos estructurales, existentes en sus membranas, que aproximan o unen unas células epiteliales con otras, generando unas barreras muy compactas. Dentro de esta especial disposición, en primer lugar cabe destacar que las membranas de estas células se encuentran frecuentemente interdigitadas.

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Figura 4. Interdigitaciones características en las caras laterales de las células epiteliales. Además de esta especial disposición de la membrana plasmática, existen unos mecanismos específicos de unión intercelular que se establecen entre las caras laterales de dos células vecinas, o entre el polo basal y el tejido adyacente, y sirven también como puntos de anclaje para los tono- filamentos, contribuyendo a la estabilidad de la estructura celular. De acuerdo con su amplitud, estos mecanismos pueden ser: -

De tipo mácula: si afecta a una pequeña zona discoidal de la célula.

-

De tipo zónula: si se trata de una banda que abarca toda la circunferencia celular.

Figura 5. Esquema de tres células epiteliales que muestran bandas de unión que abarcan toda la circunferencia de la célula (1), correspondientes a zónula, y zonas discoidales de unión (2), correspondientes a mácula. Teniendo en cuenta el grado de proximidad, las uniones se dividen en: - De tipo adherens o adherente: si existe espacio de separación entre células vecinas, ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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-

aunque muy reducido (150-200 Á). De tipo occludens o de oclusión: hay contacto físico entre las hojas externas de las membranas de células vecinas, desapareciendo por tanto el espacio intercelular. Se denominan uniones cerradas o tight-junction.

Figura 6. A) Unión de tipo occludens: existe contacto entre las láminas externas de las membranas, desapareciendo el espacio intercelular. B) Unión de tipo adherens: no hay contacto entre las láminas externas de las membranas, permaneciendo un reducido espacio intercelular. C) Estructura de un desmosoma. La combinación de estas dos variedades origina cuatro posibilidades de sistemas de unión: 1. Mácula adherens. 2. Zónula adherens. 3. Mácula occludens. 4. Zónula occludens. Existe otro mecanismo de unión intercelular que establece una gran proximidad entre las laminillas externas de las membranas sin que exista contacto (20-40 Á de separación). Se denomina nexus, uniones gap o gap-junction. Aunque estas uniones se encuentran en los epitelios, son más frecuentes en otros tejidos, principalmente el muscular, y además de mecanismos de unión representan medios de comunicación entre las células. Las uniones gap, a diferencia de las tight-junction que son pentalaminares (constituidas por cinco capas), son de tipo heptalaminar (formadas por siete capas).

Figura 7. A) Tight junction: unión pentalaminar. B) Gap-junction: unión heptalaminar.

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APUNTES DE HISTOLOGIA En la práctica los mecanismos más habituales que se encuentran en los epitelios son: -

Desmosomas:

Uniones de tipo mácula adherens en los que se aprecia un engrosamiento de la hoja interna de la membrana plasmática de ambas células, una zona fibrilar densa paralela (al lado de dicho engrosamiento), numerosos tonofilamentos convergiendo hacia ella y, por último, una sustancia compacta en el espacio intercelular. -

Complejos de unión:

Se encuentran en las caras laterales de los epitelios, próximos a sus polos apicales, compuestos por tres elementos que en un sentido apicobasal son: zónula occludens, zónula adherens y mácula adherens. Se denominan también bandas de cierre o bandas terminales.

Figura 8. Dos células epiteliales que muestran entre ambas, cerca de su polo apical, un complejo de unión, banda de cierre o banda terminal. La célula de la izquierda es una célula ciliada y la de la derecha presenta microvellosidades triviales. En el polo basal se aprecian sendos hemidesmosomas, que fijan las células a la membrana basal. La polaridad se manifiesta en la existencia de un polo apical libre, en relación con la superficie externa del organismo o con la luz de una cavidad abierta o cerrada, y de un polo basal, por el que se continúa con el resto de las estructuras del organismo. Esta diversidad establece una polaridad funcional, en la cual, como parece lógico, la mayor especificidad radica en el polo apical. El polo basal de todas las células epiteliales que entran en contacto con las restantes estructuras del organismo, en general tejido conjuntivo, se encuentran separadas de éste por una capa continua y delgada de estructura filamentosa denominada lámina basal, que se halla en contacto con la membrana plasmática del polo basal de las células epiteliales y es elaborada por ellas mismas. Existen mecanismos de unión ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA denominados hemidesmosomas entre dicho polo y la lámina basal subyacente. Por debajo se observan fascículos de fibras reticulares en el seno de la sustancia fundamental amorfa, elementos elaborados por el tejido conjuntivo subyacente. La lámina basal, junto al material fibrilar reticular en el seno de una sustancia fundamental denominado lámina reticular, constituye la membrana basal.

Figura 9. Tipos de células epiteliales según su altura: A) Célula plana. B) Célula cúbica. C) Célula prismática. Las células epiteliales se clasifican según su forma en planas o pavimentosas, cuando su anchura es mayor que su altura; cúbicas, cuando ambas dimensiones son semejantes, y prismáticas o cilíndricas, cuando la altura es superior a la anchura. Estas células se pueden disponer en un solo estrato, en cuyo caso se designan epitelios simples, o en varios estratos, denominándose entonces epitelios estratificados. Asimismo, existe una categoría intermedia, epitelios seudoestratificados, en los que realmente hay una única capa de células que asientan sobre la lámina basal, pero que alcanzan diferentes alturas sin llegar todas a contactar con la luz apical. En este caso, los núcleos, situados a diferentes alturas, dan un aspecto falsamente estratificado al epitelio, de donde proviene su denominación.

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La estructura básica de los tejidos epiteliales corresponde a una lámina continua de células estrechamente asociadas entre sí, la que se adhiere a la matriz extracelular subyacente a ella. Existe, sin embargo, una variedad de formas de tejido epitelial, especializada cada una de ellas en una o más funciones específicas.

Figura 10

Figura 11

Su función característica es formar barreras selectivas capaces de cubrir las superficies externas del organismo, y delimitar las diferentes superficies internas existentes en los distintos órganos. Son así capaces de maular la relación entre el tejido subyacente al epitelio y el medio que baña su superficie libre. A este gran grupo pertenecen los epitelios de revestimiento (Figuras 10 y 11). Los epitelios pueden contener células especializadas en sintetizar moléculas específicas y secretarlas hacia la superficie que revisten (Figuras 12 y 13)

Figura 12

Figura 13

Los epitelios también pueden organizarse en glándulas, las que corresponden a estructuras complejas cuyas células están destinadas fundamentalmente a la secreción (Figura 14). A este grupo pertenecen los epitelios glandulares (Figura 15).

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2) EPITELIOS DE REVESTIMIENTO Son los que se encuentran cubriendo o tapizando las diferentes superficies de nuestro organismo, es decir, la superficie externa y las superficies de las cavidades, tanto abiertas como cerradas. Las membranas que cubren las superficies abiertas, es decir, cuya luz se halla en comunicación con el exterior, se denominan mucosas. Como ejemplos cabe citar el tubo digestivo, las vías respiratorias, las vías urinarias, el sistema reproductor, etc. Su comunicación con el exterior es obvia y se demuestra mediante las modernas técnicas de exploración endoscópica, por las cuales se observan estructuras internas simplemente con la introducción de tubos dirigidos desde el exterior con maniobras incruentas.

Figura 14

Figura 15

Las membranas que recubren las cavidades cerradas se denominan serosas. Como ejemplos destacan la cavidad pericárdica, la cavidad pleural, la cavidad peritoneal y las cavidades circulatorias sanguíneas y linfáticas. Estas cavidades no se hallan en contacto con el exterior y para su acceso se requiere la realización de punciones. Los epitelios que revisten las cavidades circulatorias se denominan endotelios, y los que revisten las restantes cavidades cerradas y tapizan las serosas, mesotelios. Todos ellos derivan embriológicamente del mesénquima.

C - FUNCIONES QUE REALIZAN LOS EPITELIOS Pueden presentar adaptaciones estructurales que les permiten realizar, como función principal, las siguientes tareas específicas: 1) EPITELIOS QUE SIRVEN COMO BARRERA DE PROTECCIÓN Estos epitelios están formados por varios estratos de células, de las cuales sólo la primera capa está en contacto con la lámina basal. En este primer estrato se ubican las células troncales y a partir de ellas se forman continuamente nuevas células. Las nuevas células se diferencian mientras migran hacia los estratos más superficiales para reemplar a las células que enfrentan la superficie libre, las que se desprenden finalmente del epitelio.

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APUNTES DE HISTOLOGIA La estructura del epitelio se mantiene estable gracias a una dinámica bien regulada entre los procesos de proliferación, diferenciación y descamación que enfrentan sus células.

El caso más notable lo constituye la epidermis, epitelio plano pluriestratificado cornificado que sirve de protección ante los traumatismos mecánicos y forma una barrera impermeable al agua, capaz de proteger a los organismos terrestres de la desecación (Figura 16) Figura 16 Corte perpendicular por la epidermis

Figura 17

Figura 18

Las células de los estratos más superficiales están rodeadas de un material rico en glicolípidos, sintetizado y secretado por ellas, el cual impide el paso de agua a través de estos espacios intercelulares de este epitelio (Figura 17). Las capas superficiales de células aparecen además como escamas córneas con su citoplasma lleno de manojos de filamentos de queratina asociados a la proteína filagrina. Estos manojos engloban a los organelos que ya no son visibles (Figura 18) 2) EPITELIOS QUE TRANSPORTAN MATERIAL A LO LARGO DE SU SUPERFICIE LIBRE La superficie de los epitelios que realizan esta función está bañada por un líquido y en la cara luminal de las células presenta numerosos cilios (Figura 19).

Figura 19 Superficie del epitelio Figura 20 Corte perpendicular por del oviducto, mostrando la cara el epitelio de revestimiento de la luminal de células ciliadas tráquea ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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El epitelio de revestimiento de la tráquea es un buen ejemplo, ya que tanto las partículas y como los microorganismos presentes en el aire inhalado son atrapados en el mucus que baña su superficie y el desplazamiento de ellos es realizado por el movimiento coordinado de sus cilios (Figura 20). El batido de los cilios consiste en un desplazamiento hacia adelante, parecido al golpe de un látigo, que termina con el cilio completamente extendido, perpendicular a la superficie celular, y con su extremo en la capa de mucus (movimiento efectivo)

Figura 21 A la derecha se ilustran las etapas del movimiento de un cilio. A la izquierda de muestra en un esquema el desplazamiento de la capa mucosa por el epitelio de la tráquea Este movimiento es seguido de una ondulación hacia abajo y atrás (movimiento de preparación) durante la cual el extremo del cilio se aproxima a la superficie celular y el cilio se desplaza cerca de la célula en la capa acuosa de menor resistencia (Figura 21a). Para que se genere una onda organizada de movimiento que permita desplazar a la capa de líquido con las partículas que contenga, el movimiento de los cilios debe estar perfectamente coordinado, tanto en cada célula como entre las células adyacentes. (Figura 21b). 3) EPITELIOS CAPACES DE ABSORBER AGUA E IONES DESDE EL LÍQUIDO LUMINAL El epitelio de revestimiento de la vesícula biliar, responsable de la concentración de la bilis, es un buen ejemplo ya que para ello, absorbe Na+, Cl- y H20 desde la bilis. El epitelio libera hacia el tejido subyacente una solución de cloruro de sodio que es isotónica con la solución que baña su superficie luminal.

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Figura 22a y 22b a: Estructura del epitelio de la vesícula biliar, mostrando los espacios intercelulares y la ubicación de la Na/K APTasa. b: Esquema del arrastre osmótico de agua generado por el microambiente hipertónico del espacio intercelular. Las células de este epitelio cilíndrico monoestratificado se caracterizan porque: Su membrana plasmática luminal es permeable al agua, sodio y cloruro. La membrana plasmática de sus caras laterales contiene a la Na/K-ATPasa, capaz de transportar activamente sodio desde el citoplasma hacia el espacio intercelular, intercambiándolo por potasio. Esta membrana es además permeable al cloruro y al agua. Contiene abundantes mitocondrias, capaces de sintetizar el ATP necesario para el transporte activo de sodio (Figura 22 a). Al activarse el transporte activo de sodio, ocurre también la salida de Cl- desde la célula. El aumento de Na+ y Cl- en el espacio intercelular crea un microambiente hipertónico que genera la salida de agua desde el citoplasma. Mientras esta solución fluye por el espacio intercelular hacia la zona basal del epitelio, continúa el arrastre osmótico de agua, hasta que esta solución se hace isotónica con la del contenido luminal. Así la existencia de los espacios intercelulares permite acoplar el transporte activo de Na+ a la absorción de agua. (Figura 22 b).

Figura 23 Epitelio de un intestino delgado en Figura 24 Epitelio de un intestino delgado proceso de absorción en reposo.

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APUNTES DE HISTOLOGIA 4) EPITELIOS QUE ABSORBEN MOLÉCULAS DESDE EL LIQUIDO LUMINAL HACIA EL TEJIDO SUBYACENTE Estos epitelios se caracterizan porque la superficie luminal de las células presenta abundantes microvellosidades (Figura 23). Un caso típico es el epitelio de revestimiento del intestino delgado, en el cual ellas forman la chapa estriada (Figura 24).

Figura 25 Microvellosidades en la cara apical de Figura 26 Epitelio de revestimiento intestinal células del intestino delgado en el que destaca la chapa estriada

La existencia de las microvellosidades se traduce en un notable incremento del área de superficie celular expuesta al líquido luminal. La membrana plasmática luminal contiene proteínas que realizan el transporte específico de moléculas. Por ejemplo, la glucosa podrá entrar hacia el citoplasma siempre que sea co-transportadas con Na+. La concentración intracelular de Na se mantiene baja gracias a la Na/K -ATPasa, presente en la membrana celular de las caras laterales, que efectúa el transporte activo de Na+ hacia los espacios intercelulares. En las figuras 25 y 26 se muestra como se modifican los espacios intercelulares según el estado de absorción del epitelio. 5) EPITELIOS QUE SINTETIZAN Y SECRETAN MATERIAL GLICOPROTEICO HACIA SU SUPERFICIE LUMINAL Entre las células epiteliales especializadas en la secreción de glicoproteínas un buen ejemplo son las células caliciformes, ubicadas en el epitelio de revestimiento del intestino y la tráquea (Figura 27)

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APUNTES DE HISTOLOGIA Estas células, que funcionan como glándulas unicelulares, se caracterizan por tener en su citoplasma retículo endoplásmico rugoso y un aparato de Golgi muy desarrollado (Figura 28), organizados en forma tal que la secreción de las glicoproteínas ocurre sólo hacia el polo luminal de la célula, donde al hidratarse forman el mucus que baña a la superficie epitelial (Figuras 29 y 30)

Figura 27 Células caliciformes liberando Figura 28 Retículo endoplásmico rugoso su mucus, en epitelio de revestimiento asociado al aparato de Golgi ubicado en la intestinal región supranuclear de la célula caliciforme

Figura 29 Gránulos de secreción acumulados en el polo apical de la célula caliciforme

Figura 30 Estructura de una célula secretora de glicoproteínas de tipo mucoso

6) EPITELIOS SIMPLES O MONOESTRATIFICADOS Está constituido por una única hilera de células planas, íntimamente adheridas entre sí por sus bordes. Este tipo de epitelio se halla en el laberinto membranoso y la membrana timpánica del oído, en la hoja parietal de la cápsula de Bowman del glomérulo renal, en la rama delgada del asa de Henle de la nefrona renal, en la rete testis, en los alveolos pulmonares y en los pequeños y más finos conductos excretores de muchas glándulas. Pertenecen también a este grupo el endotelio que reviste las paredes vasculares sanguíneas y linfáticas, y los mesotelios de las túnicas serosas que tapizan las cavidades cerradas. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Figura 31. Epitelios simples. A) Epitelio plano o pavimentoso. B) Epitelio cúbico. C) Epitelio prismático o cilíndrico. El detalle de la organización estructural específica de diferentes epitelios estratificados y seudoestratificados se analizará al estudiar los órganos que los contienen. Al analizar la organización de un epitelio monoestratificado, tal como el epitelio de revestimiento del intestino delgado, destacan los siguientes hechos: (Figura 32):

Figura 32 Epitelios de revestimiento intestinal en el que destacan las células caliciformes teñidas con PAS

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está formado por una sola capa de células, todas ellas cilíndricas existen al menos 2 tipos de células formando está única lámina epitelial: células glandulares secretoras de glicoproteinas y células especializadas en la absorción de componentes específicos desde el lumen intestinal hacia el estroma subyacente al epitelio. las células que forman esta lámina epitelial se caracterizan por presentar una notable

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APUNTES DE HISTOLOGIA polaridad, tanto en la organización intracelular de sus organelos, como en la estructura de su membrana plasmática y en las especializaciones de las distintas superficies celulares. (Figuras 34 y 35)

Figura 34 Células especializadas en la absorción, cuyas caras basales, laterales y apicales se muestran al microscopio electrónico de barrido

Figura 35 Destaca la diferencia en la estructura de las caras luminales y laterales de las células de absorción en el epitelio de revestimiento intestinal.

a) Uniones entre células epiteliales Las células epiteliales forman láminas continuas gracias a que cada célula epitelial tiene, en sus caras laterales, especializaciones que le permiten formar uniones estables con las células adyacentes. Existen tres clases de uniones intercelulares: 1. Uniones de adherencia entre las células, de las cuales existen dos tipos: zónulas adherentes o bandas de adhesión, presentes en el borde luminal de células de epitelios monoestratificados (Figura 36a). desmosomas o máculas adherentes, distribuidos en las caras laterales de las células (Figura 36b).

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Figuras 36a, 36b, 36c, 36d : Estructura de corte perpendicular por la zónula adherente b: Estructura de corte perpendicular por un desmosoma c: Estructura de corte perpendicular por una zónula ocluyente d: Estructura de corte perpendicular por una unión de comunicación b) Uniones de adherencia (o de anclaje) Su estructura general se ilustra en la Figura 1.

Figura 37 Estructura básica de las uniones de adhesión Ellas están formadas por: glicoproteínas transmembrana, cuyo dominio citoplasmático se asocia a proteínas intracelulares, mientras que su dominio extracelular interactúa con el de otra glicoproteína transmembrana ubicada en la membrana celular asociada al sistema de unión de la célula vecina (negro). proteínas de unión intracelular, que conectan a la glicoproteína transmembrana de cada célula, con los elementos del citoesqueleto asociados al sistema de unión (verde). filamentos del citoesqueleto asociados a la unión. Su función es formar uniones entre los citoesqueletos de las células epiteliales, permitiendo la transmisión de fuerzas mecánicas a lo largo de la lámina epitelial. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA Cuando la asociación es entre los microfilamentos de actina estas uniones reciben el nombre de zónulas adherentes o bandas de adhesión. Cuando la asociación es entre los citoesqueletos de filamentos intermedios estas uniones se denominan desmosomas o máculas adherentes 2. Uniones de oclusión del espacio intercelular, ubicadas vecinas al borde luminal de las células (Figura 36c). c) Uniones de oclusión: zónulas ocluyentes Ellas forman una banda continua en todo el borde apical de las células epiteliales. Se reconocen en cortes perpendiculares, observados al microscopio electrónico de transmisión (Figura 38) porque las membranas plasmáticas de las dos células adyacentes parecen fusionarse cerca del borde apical, desapareciendo el espacio intercelular en zonas de 0,1 a 0,3 m de longitud. El aspecto de esta zona resulta de la existencia de múltiples puntos de contacto entre las láminas externas densas de las membranas celulares.

Figura 38 Corte perpendicular por la zónula Figura 39 Esquema de la estructura de las proteínas ocluyentes, entre dos células epiteliales transmembrana en la zónula ocluyente gástricas Estos puntos de contacto resultan de la interacción, en el extracelular, de un tipo especial de proteínas transmembrana llamadas occludinas, que se caracterizan por presentar una zona hidrofóbica en su dominio extracelular, lo que permite la interacción entre dos occludinas que se enfrentan en el espacio intercelular. (Figura 39). Esta zona se extiende en forma de cinturón alrededor de todo el perímetro celular, interactuando cada célula con las células adyacentes a ella, cerrándose así el espacio intercelular.

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Figura 40 Criofractura por la zónula ocluyente de células de epitelio gástrico

Figura 41 Aspecto complementario de criofractura por caras P y E de las membranas de una zónula ocluyente

En preparaciones por criofractura a través de una zónula ocluyente (Figura 40) se observa que las caras P y E de la membrana plasmática presentan una serie de estructuras lineales. En la cara citoplasmática de la membrana (P), aparecen como cresta o eminencias, mientras que en la cara extracelular de la membrana (E) aparecen como surcos poco profundos.

Figura 42 Esquema ilustrando como un cambio en la dirección del plano de fractura puede cambiar desde una membrana celular a la otra en una zónula ocluyente Cada una de estas eminencias lineales (cara P) está formada por la asociación de sucesivas moléculas de occludinas (Figura 41); mientras que los surcos lineales (cara E) corresponden a los sitios ocupados previamente por moléculas de ocludina que al ocurrir la fractura quedaron en la otra cara de la membrana celular. (Figura 42)

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APUNTES DE HISTOLOGIA El número de líneas y su entrecruzamiento varía según el tipo de epitelio. Las células del revestimiento gástrico (Figuras 43 y 44) muestran unas zónulas ocluyentes muy anchas y con muchos puntos de fusión.

Figura 43 Corte perpendicular por zónula ocluyente en células de epitelio gástrico

Figura 44 Criofractura por la zónula ocluyente del epitelio gástrico

Las zónulas ocluyentes entre los hepatocitos muestran pocos puntos de fusión y mas separados (Figuras 45 y 46).

Figura 45 Corte perpendicular por zónula ocluyente en células de epitelio hepático

Figura 46 Criofractura por la zónula ocluyente del epitelio hepático

3. Uniones de comunicación entre los citoplasmas de células vecinas, distribuidas en las caras laterales de células adyacentes (Figura 36 d) d) Uniones de comunicación (uniones de hendidura) Estas uniones tienen forma de botón y se distribuyen en forma discreta en los límites intercelulares. Se reconocen en cortes al microscopio electrónico de transmisión (Figura 47) porque: ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Figura 47 Corte perpendicular por una unión de comunicación entre hepatocitos. A la derecha se observa, a mayor aumento, el bandeo que atraviesa el espacio intercelular

Figura 48 Preparación por criofractura por uniones de comunicación. La imagen de la derecha permite observar la estructura de los conexiones

Las membranas plasmáticas adyacentes, corren paralelas entre sí, separadas por 20 nm. En cortes adecuados es posible observar que un bandeo fino atraviesa este espacio intercelular. La existencia de estructuras atravesando este espacio se demuestra al marcar con trazadores el espacio intercelular En preparaciones obtenidas por criofractura, la cara citoplasmática de la membrana (cara P) presenta un número variable de partículas que hacen eminencia, mientras que la cara E (extracelular) complementaria muestra un conjunto de invaginaciones cuyo tamaño y disposición concuerdan con la disposición de las partículas en la cara P (Figura 48)

Figura 49 Estructura de la unión de comunicación. Estructura de las conexiones. Las partículas que se observan en la cara P forman las unidades funcionales de las uniones y se llamadas conexiones. Los conexones están formados por 6 proteínas transmembrana llamadas conexinas, las cuales al interactuar entre sí pueden dejar un canal hidrofílico central. Los dominios extracelulares de los conexones pueden ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA interactuar entre sí, uniendo a las células y creando un canal hidrofilico entre los citoplasmas de las células adyacentes. (Figura 49) Su función es formar un canal que atraviese las membranas de células vecinas, permitiendo la comunicación entre sus citoplasmas. La apertura del canal, regulando la posición de las conexinas, permite a las células tanto su acoplamiento eléctrico como metabólico.

D - CLASIFICACIÓN TRADICIONAL DE LOS EPITELIOS Considerando el número de capas celulares que forman los distintos tipos de epitelios que existen en el organismo, ellos se subdividen en:

Figura 50 Epitelio de revestimiento del intestino delgado epitelios simples o monoestratificados: láminas epiteliales formadas por sólo una capa de células (Figura 50) 1) EPITELIOS SIMPLES De acuerdo a la forma de sus células (Figura 51) se clasifican en: planos o escamosos: las células son planas, mucho más anchas que altas. A este tipo corresponde la hoja parietal de la cápsula de los glomérulos renales (Figura 52), el endotelio de los vasos sanguíneos (Figura 52), y el mesotelio del peritoneo.

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Figura 51 Comparación de epitelios planos, cúbicos y cilíndricos.

Figura 52 Corte por glomérulo renal mostrando el epitelio plano de la cápsula glomerular

cúbicos: sus células tienen un ancho similar a su alto. Se les encuentra, por ejemplo, revistiendo los tubos colectores y los túbulos distales en la médula renal externa (Figura 53) Consiste en una única hilera de células cúbicas adheridas entre sí por sus caras laterales. Se encuentra en algunas glándulas como el tiroides, en la superficie externa del ovario, en los plexos coroideos, el cristalino, el laberinto del oído, el epitelio pigmentario de la retina y los conductos excretores de muchas glándulas

Figura 53 Corte transversal por tubos de la médula renal externa, formados por epitelios cúbicos: túbulos distales (1) y tubos colectores (2)

Figura 54 Corte perpendicular por el epitelio de revestimiento gástrico, cuyas células cilíndricas contienen en su citoplasma supranuclear los gránulos de su secreción glicoproteica.

cilíndricos: cuyas células tiene un alto mucho mayor que su ancho. A este tipo corresponde el que revisten el lumen de la vesícula biliar, cuyas células realizan la reabsorción de agua y cloruro de sodio, y el epitelio de revestimiento gástrico con células capaces de sintetizar una secreción glicoproteica (figura 54) epitelios estratificados: formados por dos o más capas celulares (Figura 52) 2) EPITELIOS ESTRATIFICADOS

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APUNTES DE HISTOLOGIA Ellos están formados por un número variable de capas celulares. Las células de capa tienen formas diferentes. El nombre específico del epitelio estratificado se define según la forma de las células vecinas a la superficie (Figura 1):

Figura 55 Comparación de epitelios estratificado: planos, cuboidales y planos queratinizados estratificados planos: sus células más superficiales son planas, mientras que las adyacentes a la lámina basal son cilíndricas y las células de los estratos intermedios son más bien hexaédricas. Este tipo de epitelio reviste superficie tales como el lumen del esófago (Figura 56)

Figura 56 Corte perpendicular por el epitelio plano estratificado del esófago

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Figura 57 Corte perpendicular por el epitelio de transición de la vejiga

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estratificados cuboidales: cuyas células superficiales son poliedros con un alto parecido a su ancho. Revisten los conductos interlobulillares de las glándulas salivales. estratificados cilíndricos: cuyas células superficiales son poliedros más altos que anchos. Revisten, por ejemplo, los conductos interlobulillares en la glándula mamaria epitelios de transición: propios de las vías renales, aparecen estratificados pero su forma cambia según el estado de distensión del lumen del órgano. Aparecen estratificados planos cuando la lámina epitelial esta tensa y como estratificados cuboidales cuando el epitelio está distendido. (Figura 57). Ellos parecen, sin embargo, corresponder a un tipo especial de epitelio seudoestratificado, que puede modificar la forma de sus células. epitelios seudoestratificados: son aquellos que parecen estratificados pero todas sus células llegan a la membrana basal mientras que sólo las células más altas forman la superficie luminal (Figura 58)

Figura 58 Epitelio de revestimiento de la piel (epidermis)

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Figura 59 Epitelio de revestimiento de la tráquea

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Figura 60. Epitelios estratificados. A) Epitelio plano o pavimentoso. B) Epitelio cúbico. C) Epitelio prismático o cilíndrico. 3) EPITELIOS SEUDOESTRATIFICADOS Ellos parecen estar formados por dos o más capas de células. Sin embargo, si bien todas sus células están en contacto con la lámina basal, sólo algunas células llegan hasta el borde luminal. Por ello presentan dos o más filas de núcleos, ubicados a alturas sucesivas en la lámina epitelial (Figura 61)

Figura 61 Comparación entre epitelios seudoestratificados

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Figura 62 Corte por el epitelio seudoestratificado ciliado de la tráquea

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Los núcleos de las células constituyentes aparecen a distintas alturas y las células presentan formas muy variadas, apoyándose todas sobre la lámina basal y alcanzando diferentes alturas, de manera que no todos los polos apicales contactan con la superficie del epitelio. Estos hechos condicionan la falsa imagen de estratificación (seudoestratificado). Se encuentra en las vías respiratorias (prismático seudoestratificado), así como en las vías excretoras urinarias, donde también se denomina epitelio de transición. En este caso las células adoptan una forma muy especial, disponiéndose a modo de arcadas, para adaptarse a las diferentes presiones según que los órganos se encuentren vacíos o repletos de orina.

Figura 63. Epitelio seudoestratificado de tipo respiratorio (A) y de tipo urinario (B). Se les encuentra revistiendo el lumen de la tráquea (Figura 62) o de conductos como el epidídimo (Figura 64). La superficie de las células que llegan al lumen presenta, por lo general, diferenciaciones tales como cilios (Figuras 64 y 65) o largas microvellosidades llamadas estereocilios. (Figuras 66).

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Figura 64 Corte por el epitelio seudoestratificado del epidídimo que presenta largos estereocilios

Figura 65 Estructura del borde luminal de epitelios ciliados

Figura 66. Estructura del borde luminal de epitelios con estereocilios

E - POLARIDAD CELULAR EN EPITELIOS MONOESTRATIFICADOS La organización POLARIZADA de las células que forman la lámina epitelial es una característica fundamental de los epitelios. La mantención de esta propiedad, depende de las interacciones que establecen las células epiteliales tanto entre sí, como con la matriz extracelular de su membrana basal.

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Figura 67.Micrografía electrónica de un corte transversal a través de un conducto biliar. En las células de los epitelios simples, la polaridad se manifiesta en: 1. diferencias en la estructura y en las propiedades de las superficies apical, laterales y basal de cada célula. (Figura 67) 2. una distribución vectorial de los organelos celulares en el interior del citoplasma, para facilitar mecanismos tales como absorción de iones o la secreción de glicoproteínas. (Figura 68) 3. una composición molecular de la membrana plasmática que reviste la superficie luminal de las células, diferente a la de la membrana que cubre la superficie lateral y la superficie basal (Figura 69).

Figura 68. Estructura de una célula Figura 69.Localización histoquímica de la enzima caliciforme, mostrando la distribución de sus Mg- ATPasa en la membrana basolateral de organelos en su citoplasma. células epiteliales gástricas.

F - SUPERFICIE LUMINAL DE LAS CÉLULAS EPITELIALES ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA Ella puede presentar especializaciones del citoplasma y de la superficie celular, de acuerdo a la función que desempeña el epitelio. Entre ellas destacan la existencia de prolongaciones digitiformes del citoplasma de la superficie libre, las cuales pueden ser de dos tipos: las microvellosidades y los cilios.

Figura 70

Figura 71

Microvellosidades Son particularmente numerosas en aquellos epitelios simples que cumplen funciones de absorción y transporte transepitelial. Los túbulos proximales del riñón (ribete en cepillo) (Figuras 70 y 71) y el epitelio de revestimiento intestinal (chapa estriada) (Figuras 72 y 73) presentan este tipo de diferenciación.

Figura 72.Epitelio de revestimiento intestinal en Figura 73.Microvellosidades en la cara apical de el que destaca la chapa estriada células del intestino delgado

Estructura de las microvellosidades Estas estructuras digitiformes miden 0,080 m de ancho y 1.0 m de longitud y producen un aumento en la superficie de absorción de alrededor de 20 veces (Figura 74).

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Figura 74 Micrografía electrónica del citoplasma apical de células del revestimiento intestinal. Al centro de cada microvellosidad se localiza un manojo de 20 a 30 microfilamentos de actina que le sirve de soporte. Cilios Los cilios son diferenciaciones de la superficie apical de células presentes en epitelios que participan en el transporte de sustancias a lo largo de la superficie epitelial. Así, los epitelios que tapizan el tracto respiratorio, el útero y el oviducto poseen numerosas células ciliadas. (Figuras 75,76).

Figura 75 Corte por el epitelio seudoestratificado ciliado de la tráquea

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Figura 76 Superficie del epitelio del oviducto, mostrando la cara luminal de células ciliadas

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G - SUPERFICIE LATERAL DE LAS CÉLULAS EPITELIALES En la zona vecina a la superficie del epitelio, la superficie lateral de las células presenta un sistema de uniones intercelulares llamado complejo de unión. Este sistema une a las células entre sí y define las caras luminal y basolateral de cada célula. El complejo de unión está formado por la asociación de tres tipos de uniones intercelulares (Figuras 77 y 78):

Figura 77. Micrografía electrónica del Figura 78. Esquema del complejo de unión complejo de unión entre dos células oxínticas.

1. la zónula ocluyente o banda de oclusión. 2. la zónula adherente o banda de adhesión.

Figura 79. Detección histoquímica de Figura 80. Detección histoquímica de Mg/ATPasa en glándulas gástricas de anfibio, Mg/ATPasa en célula oxíntica, a nivel al microscopio de luz. ultraestructural. 3. desmosomas o macula de adhesión.

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APUNTES DE HISTOLOGIA La zónula ocluyente juega un rol fundamental en la mantención de una diferencia en la composición molecular de las membranas apical y basolateral (Figura 79). Los lípidos de la lámina interna de la bicapa lipídica difunden lateralmente a través de la zona de oclusión, en cambio los lípidos de la lámina externa no pueden atravesarla. A su vez, las proteínas intrínsecas se desplazan libremente en su dominio de la membrana celular, pero no pueden atravesar la zona de oclusión para pasar al dominio adyacente (Figura 80). Si las uniones estrechas desaparecen, la asimetría en la distribución de moléculas entre las membranas luminal y basolateral desaparece, perdiéndose la organización polarizada de la membrana celular epitelial. Cada una de estas prolongaciones del citoplasma luminal mide 8 m longitud y 0.25 m de diámetro, y contienen un eje de microtúbulos que forma parte del axonema.

Figura 81.

H - ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS CILIOS Los cilios son prolongaciones del citoplasma apical de 8 mm de longitud y 0.25 mm de diámetro, que contiene un eje de microtúbulos llamado axonema. En cada axonema hay un par central de microtúbulos y nueve pares periféricos. Esta disposición 9+2 es característica de los cilios. Mientras que cada microtúbulo del par central es un microtúbulo completo, cada de uno de los dobletes externos se compone de un microtúbulo completo y otro parcial, fusionados de tal manera que comparten parte de su pared (Figuras 82 y 83).

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Figura 82. Micrografía electrónica de transmisión de cilios cortados transversalmente.

Figura 83. Esquema que ilustra la estructura del cilio, en corte longitudinal y transversal.

Las proteínas que se asocian a los microtúbulos del axonema, se disponen en forma regular a lo largo de los microtúbulos (Figura 84a).

Figura 84 a. Esquema de un corte transversal a través de un cilio mostrando la disposición de los microtúbulos y de las proteínas asociadas. b. Esquema en que se muestran las moléculas de deidina dispuestas entre los dobletes externos. c. Esquema en que se muestra el deslizamiento de la deidina que conduce a la inclinación del cilio.

Sus principales funciones son: mantener unidos a los microtúbulos que forman el axonema ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA generar la fuerza que permite el movimiento de inclinación del cilio regular la interacción de los componentes del axonema para producir un cambio coordinado en la forma del cilio. La más importante de estas proteínas accesorias es la dineína ciliar, proteína con actividad ATPásica, cuyos brazos laterales se extienden entre los pares de microtúbulos que forman los dobletes externos (Figura 84). Esta proteína es responsable de generar la fuerza de deslizamiento entre los dobletes que permite la inclinación de los cilios (Figura 84 b y c).

I - SUPERFICIE BASAL DE LAS CÉLULAS EPITELIALES La superficie basal de las células epiteliales descansa sobre una especialización de la matriz extracelular, denominada lámina basal. Esta estructura se une a la membrana plasmática basal a través de proteínas receptoras específicas, que forman parte de las uniones adherentes de la base. La base de la mayoría de los epitelios, presenta un contorno liso. Sin embargo, los epitelios especializados en el transporte de electrolitos y agua, suelen presentar profundos pliegues basales que permiten la amplificación de la superficie basal. 1) NUTRICIÓN. Los epitelios carecen de vasos tanto sanguíneos como linfáticos, es decir, los epitelios son avasculares; se nutren por difusión a partir de los capilares del tejido conjuntivo subyacente. 2) INERVACIÓN. En algunos epitelios se encuentran terminaciones nerviosas sensitivas, como en el caso de la epidermis (tacto, dolor, presión, temperatura). 3) REGENERACIÓN. Las células epiteliales tienen por lo general una corta vida y un elevado índice de regeneración. Esta regeneración se produce por divisiones celulares a partir del estrato basal. 4) FUNCIONES. Se han analizado antes al tratar las especializaciones. Morfológicamente, las células se diferencian según la actividad funcional en: 1. Protección: mecánica, térmica y química. 2. Absorción. 3. Excreción. 4. Secreción. 5. Recepción sensitiva y sensorial. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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J - EPITELIOS GLANDULARES Una célula secretora es aquella que sintetiza una sustancia para liberarla al exterior, no siendo utilizada por la propia célula productora. El concepto de secreción es diferente, pues, al de elaboración, proceso que realizan casi todas las células y que corresponde a la síntesis de productos para la utilización por la propia célula. La secreción es una actividad que realizan numerosos tipos de células: neuronas y moléculas neurotransmisoras; osteoblastos, proteínas y glucoproteínas de la matriz ósea; condroblastos de la matriz cartilaginosa; fibroblastos de la matriz del tejido conjuntivo; células plasmáticas, inmunoglobulinas (anticuerpos); mastocitos, heparina e histamina; macrófagos, interferón y factores del complemento, etc. Las células glandulares son las células secretoras de naturaleza epitelial, y sólo a los epitelios con capacidad secretora se les puede denominar así. Las células epiteliales con capacidad secretora pueden localizarse en los epitelios de revestimiento o bien constituyendo estructuras individualizadas en el seno del tejido conjuntivo. Así nos referiremos a: 1) CÉLULAS GLANDULARES DE LOS EPITELIOS DE REVESTIMIENTO. Pueden ser células individuales aisladas (glándulas unicelulares), pequeños grupos de células (glándulas intraepiteliales) o la totalidad del revestimiento epitelial (epitelio secretor). 2) GLÁNDULAS. Estructuras individualizadas constituidas por grupos de células epiteliales secretoras rodeadas por tejido conjuntivo, que proceden generalmente en su origen de brotes desprendidos de los epitelios de revestimiento. Pueden constituir agrupaciones identificables macroscópicamente (tiroides, páncreas, parótida, suprarrenales, etc.) o bien agregados microscópicos en el seno de las paredes de órganos huecos: tubo digestivo, vías respiratorias, vías reproductoras, etc. Desde el punto de vista del producto secretado, las células glandulares y las glándulas pueden ser: - Exocrinas: Si vierten el producto al medio externo (superficies en contacto con luces relacionadas con el exterior). -

Endocrinas:

Si vierten su secreción al medio interno (sangre y líquido intersticial). -

Mixtas:

Si secretan productos para ser liberados tanto al medio externo como interno.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Las glándulas exocrinas alcanzan dichas superficies por medio de un conducto excretor, salvo en el caso de que se encuentren situadas en un epitelio de revestimiento. Las glándulas endocrinas vierten su producto de secreción directamente a la sangre, en los capilares sanguíneos, y por lo tanto carecen de conducto excretor. Su producto de secreción se denomina hormona. Las glándulas mixtas pueden corresponder a dos situaciones: un tipo de célula que posee las dos funciones en diferentes polos, caso del hígado, o bien una glándula constituida por grupos celulares exocrinos y otros diferentes de naturaleza endocrina, caso del páncreas o el testículo. Las glándulas proceden de los epitelios de revestimiento embrionarios a partir de una yema o gemación sólida, constituida por un grupo de células diferenciadas, que se introducen en el mesénquima subyacente. Si posteriormente se canaliza en su porción central y permanece en contacto con el epitelio superficial de origen, unida por un conducto excretor, se trata de una glándula exocrina. Si la yema se desprende del epitelio originario en su totalidad, perdiendo el contacto y quedando inmersa en el mesénquima, constituye una glándula endocrina. La actividad glandular depende de factores genéticos y de factores exógenos a través de la regulación nerviosa (sistema vegetativo) y hormonal. Por fuera de las unidades secretoras de algunas glándulas, entre sus células constituyentes y la lámina basal, se pueden encontrar unas células con capacidad contráctil denominadas células mioepiteliales, cuya actividad favorece la expulsión del producto hacia los conductos. Se encuentran en las glándulas sudoríparas, salivales y mamarias. 3) GLÁNDULAS ENDOCRINAS Desde el punto de vista estructural, todas las glándulas endocrinas presentan las mismas características y están constituidas por agrupaciones de células epiteliales secretoras que pueden adoptar muy diferentes formas: nidos, cordones, islotes, folículos, etc., rodeadas externamente por su correspondiente lámina basal que las separa del tejido conjuntivo distribuido en finas trabéculas, que sirven de soporte a numerosísimos capilares sanguíneos de tipo fenestrado o poroso.

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Figura 85. Origen de las glándulas endocrinas y exocrinas. Pueden existir células glandulares endocrinas en los epitelios de revestimiento, eliminándose lógicamente su secreción por el polo basal. Son las células endocrinas de diferentes mucosas, en particular digestiva, respiratoria y urinaria. Algunas hormonas son secretadas por neuronas, como es el caso de las neuronas hipotalámicas, constituyendo la neurosecreción. Las hormonas presentan diferentes estructuras bioquímicas, lo que determina características especiales en las células productoras según dicha naturaleza. Las glándulas pueden ser: -

De secreción polipeptídica, proteica o glucoproteica.

Presentan las características y los mecanismos propios de la secreción proteica, que incluyen un nucléolo prominente, un retículo endoplásmico granular muy desarrollado, abundante aparato de Golgi y presencia de granos de secreción. La secreción se vierte por exocitosis.

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Secretoras de aminas biógenas.

Producen hormonas como catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), serotonina y melatonina, a partir de aminoácidos procedentes de la sangre (tirosina para las catecolaminas y triptófano para la serotonina y la melatonina). La principal característica morfológica es la presencia de vesículas de corazón denso, granos de secreción redondeados que muestran un centro muy denso, separado de la membrana externa por un halo claro. -

Secretoras de productos esteroideos.

Son hormonas derivadas del colesterol, de naturaleza lipídica, como los corticoides y las hormonas sexuales masculinas y femeninas. Esta síntesis se produce en las mitocondrias y en el retículo endoplásmico liso, apareciendo estas estructuras especialmente desarrolladas. Las mitocondrias muestran crestas tubulares. El producto secretado se acumula en vacuolas lipídicas, lo que confiere a estas células un aspecto esponjoso (espongiocitos) cuando se observan con técnicas histológicas de rutina que utilizan disolventes de las grasas. Secretoras de yodoproteínas. Son las hormonas tiroideas T3 y T4 producidas por los tirocitos de los folículos de la glándula tiroidea, con unas características y un mecanismo de secreción muy específicos. 4) GLÁNDULAS EXOCRINAS La mayoría de estas glándulas, con excepción de las que se encuentran en los epitelios de revestimiento, constan de una porción secretora y un conducto excretor. Según la forma del conducto excretor, pueden ser: -

Simples: el conducto es un tubo único. Compuestas: se trata de un tubo ramificado.

Según la forma de la porción secretora pueden ser: -

Tubulares: se trata de un tubo alargado que puede aparecer recto, contorneado o ramificado. Acinares: la porción secretora es una pequeña esfera de luz muy reducida. Alveolares: semejantes a las acinares pero con una amplia luz.

Se pueden encontrar formas mixtas o intermedias. Obviamente, las formaciones exocrinas de los epitelios de revestimiento (glándulas unicelulares, glándulas intraepiteliales y epitelios secretores de revestimiento) carecen de conducto excretor. Además de por su estructura, las glándulas exocrinas se pueden clasificar por otros criterios, como los siguientes: 1. Naturaleza bioquímica del producto de secreción: ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Las glándulas serosas elaboran productos proteicos puros; son proteínas enzimáticas. Es el caso de los ácinos pancreáticos, la parótida, las células principales del estómago, etc. Las glándulas mucosas secretan productos de naturaleza glucoproteica que sirven para la lubricación de las mucosas. Son muy abundantes: células caliciformes, células mucosas de numerosas superficies, glándulas del tubo digestivo, vías respiratorias, tracto urogenital, etc. Al microscopio óptico presentan un aspecto más claro que las serosas por el material de secreción acumulado. Las glándulas mixtas presentan células con capacidad de secreción mucosa y serosa o bien grupos de células mucosas y otras serosas. Se denominan también seromucosas. 2. Mecanismo de secreción: Las glándulas merocrinas vierten el producto por exocitosis, mediante la unión de la membrana del gránulo con la membrana citoplasmática y la posterior apertura de la zona de conjunción con la liberación del producto. Es el mecanismo más frecuente.

Figura 86. Diferentes tipos de glándulas según el mecanismo de secreción: A) merocrina, B) holocrina y C) apocrina.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Las glándulas holocrinas eliminan, junto con el producto de secreción, la totalidad de sus células. Es el caso de las glándulas sebáceas cutáneas. Las glándulas apocrinas eliminan la porción superior de la célula que contiene el producto, produciéndose un descabezamiento. Es el caso de las glándulas mamarias, en las que la porción lipídica de la leche se secreta de esta forma. Arquitectura de las glándulas exocrinas mayores Las glándulas exocrinas mayores presentan una organización arquitectónica consistente en una cápsula conjuntiva externa que rodea periféricamente toda la superficie glandular. De dicha cápsula parten tabiques conjuntivos que dividen a la glándula en lóbulos; son los tabiques interlobulares. De éstos surgen tabiques más finos que dividen los lóbulos en lobulillos. Las unidades secretoras microscópicas que constituyen los lobulillos se denominan lobulillos microscópicos. Los tabiques conjuntivos sirven de soporte para los vasos y los nervios. Asimismo, los conductos excretores se agrupan sucesivamente en conductos de mayor calibre y se distribuyen siguiendo también los tabiques conjuntivos. Los conductos intercalares surgen directamente de las porciones secretoras y confluyen constituyendo los conductos intralobulillares. Éstos, a su vez, se agrupan en los conductos interlobulillares, y la reunión de éstos origina los conductos lobulares. La conjunción de estos últimos constituye el conducto excretor principal de la glándula.

II - TEJIDO CONECTIVO CONCEPTOS GENERALES El tejido conjuntivo, también denominado conectivo, es el que se encarga de ensamblar, unir y relacionar las diferentes estructuras de nuestro organismo, además de participar en las funciones de nutrición, reparación y defensa. En este capítulo nos referiremos, en primer lugar, al tejido conjuntivo propiamente dicho para, en apartados sucesivos, describir los tejidos cartilaginoso y óseo, variedades de tejido conectivo que tienen características muy especiales. Entre los tejidos conjuntivos se puede incluir también la sangre, que estudiaremos con el sistema circulatorio, cuya sustancia fundamental es líquida. El tejido conjuntivo tiene una distribución muy extensa, de forma que se encuentra en todas las estructuras orgánicas, exceptuando el tejido nervioso central, es decir, el encéfalo y la médula espinal. El estroma de los órganos está formado por tejido conjuntivo, a diferencia del parénquima, que es la porción epitelial. Embriológicamente deriva del mesénquima o tejido conectivo primitivo que, como ya hemos visto en los capítulos precedentes, surge a partir del mesoblasto. Los diversos tejidos conjuntivos están constituidos por células inmersas en una sustancia fundamental que contiene fibras, denominándose al conjunto de estas dos

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APUNTES DE HISTOLOGIA últimas matriz. Las células se encuentran ampliamente separadas y existen abundantes vasos.

Figura 87. Aspecto general del tejido conjuntivo: presencia de células, fibras y sustancia fundamental.

A - DEFINICIÓN Y FUNCIONES DE LOS TEJIDOS CONJUNTIVOS Los tejidos conjuntivos, derivados del mesénquima, constituyen una familia de tejidos que se caracterizan porque sus células están inmersas en un abundante material intercelular, llamado la matriz extracelular. Existen 2 variedades de células conjuntivas: células estables, las que se originan en el mismo tejido y que sintetizan los diversos componentes de la matriz extracelular que las rodea población de células migratorias, originadas en otros territorios del organismo, las que llegan a habitar transitoriamente el tejido conjuntivo. La matriz extracelular es una red organizada, formada por el ensamblaje de una variedad de polisacáridos y de proteínas secretadas por las células estables, que determina las propiedades físicas de cada una de las variedades de tejido conjuntivo (Figura 88) Existen varios tipos de tejidos conjuntivos localizados en diversos sitios del organismo, adaptados a funciones específicas tales como:

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APUNTES DE HISTOLOGIA mantener unidos entre sí a los otros tejidos del individuo, formando el estroma de diversos órganos (Figura 89): TEJIDOS CONJUNTIVOS LAXOS.

Figura 88 .Esquema de los componentes de un tejido conjuntivo laxo

Figura 89. Tejido conjuntivo laxo de la capa papilar de la dermis

Figura 90. Macrófagos y células cebadas en tejido conjuntivo laxo perivascular

Figura 91. Médula ósea hematopoyética

contener a las células que participan en los procesos de defensa ante agente extraños: constituyendo el sitio donde se inicia la reacción inflamatoria (Figura 90): TEJIDOS CONJUNTIVOS LAXOS. constituir un medio tisular adecuado para alojar células en proceso de proliferación y diferenciación para formar los elementos figurados de la sangre correspondientes a glóbulos rojos y plaquetas, y a los distintos tipos de glóbulos blancos, los que migran luego a los tejidos conjuntivos, para realizar en ellos sus funciones específicas ya sea como células cebadas, macrófagos, células plasmáticas, linfocitos y granulocitos (Figura 91): TEJIDOS CONJUNTIVOS RETICULARES.

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Figura 92. Tejido adiposos unilocular en la hipodermis

Figura 93. Tejido conjuntivo fibroso denso en un tendón

Figura 94. Cartílago articular

Figura 95. Trabéculas de hueso esponjoso

almacenar grasas, para su uso posterior como fuente de energía, ya sea por ellos mismos o para otros tejidos del organismo (Figura 92) TEJIDOS ADIPOSOS. formar láminas con una gran resistencia a la tracción, tal como ocurre en la dermis de la piel, y en los tendones y ligamentos (Figura 93): TEJIDOS CONJUNTIVOS FIBROSOS DENSOS. formar placas o láminas relativamente sólidas, caracterizadas por una gran resistencia a la compresión (Figura 94): TEJIDOS CARTILAGINOSOS. formar el principal tejido de soporte del organismo, caracterizado por su gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión (Figura 95): TEJIDOS ÓSEOS.

B - CÉLULAS CONJUNTIVAS Existen dos grupos de células: 1. Fijas. Permanecen de forma estable en la estructura del tejido y están representadas por los fibroblastos y los adipocitos. 2. Móviles o emigrantes. Se encuentran de forma esporádica, participando en fenómenos de corta duración, en respuesta a las lesiones de los tejidos: inmunidad, inflamación y reparación. Proceden generalmente de la sangre y pertenecen a este grupo ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA los macrófagos o histiocitos, los linfocitos, las células plasmáticas, los mastocitos o células cebadas y los granulocitos. Las tres primeras representan las células de la inmunidad. Asimismo, en relación con los vasos, acompañando a los capilares sanguíneos, se encuentran células mesenquimatosas indiferenciadas, que tienen una gran capacidad de transformación en cualquiera de las otras variedades celulares. Las células que están presentes, normalmente, en los tejidos conjuntivos corresponden a dos grupos distintos: células propias de cada tipo de tejido conjuntivo, las que constituyen una población celular estable, responsable de la formación y mantención del tejido al que pertenecen, razón por la cual se las llama células de sostén (Figura 96). células conjuntivas libres, que han llegado a residir en los tejidos conjuntivos. Estas células se forman en los órganos hematopoyéticos, circulan como glóbulos blancos en la sangre, y migran luego a un tejido conjuntivo en particular, estableciéndose en él (Figura 97) 1) CÉLULAS CONJUNTIVAS LIBRES Estas células se originan en la médula ósea hematopoyética y usan la circulación sanguínea como un medio de transporte hacia los tejidos conjuntivos, donde realizan sus principales funciones (Figura 96). Entre ellas se encuentran las células cebadas(o mastocitos) y los macrófagos (o histiocitos) que son componentes estables del tejido conjuntivo al que llegan (Figura 97)

Figura 96.Esquema que muestra a las células propias de cada tipo de tejido conjuntivo

Figura 97. Esquema del origen y destino de las células libres presentes en los tejidos conjuntivos

2) MACRÓFAGOS Son células mononucleadas que se caracterizan por su capacidad de fagocitar y degradar material particulado (Figura 98) Se originan a partir de células de la médula ósea que dan origen a los monocitos de la sangre los que luego migran desde el lumen de los capilares sanguíneos al tejido ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA conjuntivo donde terminan su diferenciación.

Los macrófagos de los tejidos conjuntivos miden entre 10 y 30 µm de diámetro y su estructura se modifica según su estado de actividad (Figuras 99 y 100) Figura 98.Parte del citoplasma de un macrófago mostrando su núcleo indentado, lisosomas secundarios y retículo endoplásmico rugoso.

Figura 99. Parte del citoplasma de un macrófago poco activo el que se observan prolongaciones de Figura 100. Presencia de un gran lisosoma su superficie celular, endosomas, lisosomas secundario en el citoplasma de un macrófago primarios y un aparato de Golgi prominente Su superficie presenta numerosas prolongaciones digitiformes, su núcleo es indentado, y en su citoplasma presenta numerosas vacuolas endocíticas, lisosomas primarios y fagolisosomas. Tienen un retículo endoplásmico rugoso desarrollado y su aparato de Golgi es prominente. Poseen, además, microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos de actina.

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Figura 101. Macrófagos cargados de partículas amarillos, en zona próxima a un sitio de extravasación de eritrocitos. El pigmento corresponde probablemente a bilirrubina.

Figura 102. Macrófagos que han fagocitado partículas de una solución coloidal de azul tripano

Los macrófagos activados tienen más prolongaciones de membrana, un mayor número de vacuolas, lisosomas, fagosomas y cuerpos residuales Estas células se reconocen fácilmente cuando han fagocitado partículas visibles al microscopio (Figuras 101 y 102). En respuesta a ciertos procesos infecciosos los macrófagos se pueden fusionar originando células de 20 más núcleos llamadas células gigantes multinucleadas. Bajo estímulos adecuados también modifican su aspecto rodeando materiales extraños y formando las llamadas células epitelioides de cuerpo extraño. Entre sus funciones destacan: Su alta capacidad fagocítica les permite cumplir un rol importante en la eliminación de microorganismos, tejidos dañados y contaminantes particulados. Su capacidad de secretar diversos factores y su participación en la respuesta inmune como células presentadoras de antígeno, se discutirán en el capítulo de Linfático y Defensa Inmune. Un grupo distinto lo forman las células plasmáticas, los linfocitos y los granulocitos polimorfonucleares, todos ellos células de vida media relativamente corta y que tienden a concentrarse en las zonas de tejido conjuntivo en que ocurren reacciones relacionadas con la defensa. (Figura 103)

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Figura 103.Tejido conjuntivo en el que además de los fibroblastos y las células adiposas se muestran las células cebadas, teñidas de color rojo y los macrófagos que contienen partículas de color azul.

Figura 104.Tejido conjuntivo infiltrado de granulocitos polimorfonucleares (flechas a) y células plasmáticas (flechas b)

3) CELULAS PLASMÁTICAS Las células plasmáticas se originan en los tejidos linfáticos por diferenciación de linfocitos B activados y llegan a los tejidos conjuntivos por la circulación sanguínea. En los tejidos conjuntivos su vida media es de 10 a 20 días.

Figura 105. células plasmáticas en el tejido conjuntivo del intestino

Figura 106. Parte del citoplasma de una célula plasmática en que destaca la distribución de la cromatina nuclear y la abundancia de retículo endoplásmico rugoso en el citoplasma

Su función es sintetizar y secretar los anticuerpos, moléculas que pertenecen a una familia de proteínas específicas llamadas inmunoglobulinas. (Figura 105) Estas células tienen de 10 a 20 µm de diámetro, su forma es ovalada con un citoplasma muy basófilo. El núcleo redondo y excéntrico, se caracteriza porque la heterocromatina se dispone como ruedas de carreta. Su citoplasma se caracteriza por un gran desarrollo del retículo endoplásmico rugoso responsable de la basofilía de su citoplasma y por una aparato de Golgi yuxtanuclear muy desarrollado (Figura 107)

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los anticuerpos que está sintetizando se pueden localizar inmunocitoquímicas ubicados tanto en el espacio perinuclear, como en las cisternas del retículo endoplásmico rugoso del aparato de Golgi. Normalmente no se observan gránulos de secreción almacenados en el citoplasma de estas células (Figura 107).

Figura 107. células plasmática mostrando su ultraestructura característica

4) LINFOCITOS Son leucocitos agranulocitos que juegan un rol fundamental en la respuesta inmune. La mayoría de los linfocitos circulantes son linfocitos pequeños (6-8 µm de diámetro) (Figura 108). Aunque estructuralmente iguales, mediante marcadores citoquímicos es posible distinguir 3 tipos de linfocitos: linfocitos B, T y nulos.

Figura 108

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Figura 109

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los linfocitos de los tejidos conectivos corresponden a linfocitos pequeños, de 6 a 8 µm de diámetro. Poseen un núcleo ovoide con cromatoma muy condensada y una pequeña cantidad de citoplasma suavemente basófilo (Figura 109). Al MET presentan una superficie irregular debido a la presencia de numerosas proyecciones citoplasmáticas. El citoplasma contiene escasas mitocondrias, ribosomas libres, cisternas de ergastoplasma, un Golgi pequeño y granos azurófilos (Figura 110).

Figura 110 Según la variedad de linfocito de que se trate su vida media celular pueden variar entre unos pocos días hasta meses y años. Su duración como células libres del tejido conjuntivo es en general de pocos días. Cumplen un rol fundamental en la respuesta inmune. Relaciones complejas entre linfocitos B, linfocitos T y células presentadoras de antígeno generan las respuestas de defensa inmune humoral y celular. A su vez, los linfocitos nulos participan en los mecanismos de defensa dando origen a células asesinas. Se distinguen entre ellas: células de vida media larga, capaces de dividirse en el tejido conjuntivo que habitan: células cebadas y fagocitos mononucleares o macrófagos células de vida media corta, que no se dividen, y cuya concentración en una a zona del tejido conjuntivo se relaciona con procesos de defensa del organismo: células plasmáticas, linfocitos y fagocitos porlimorfonucleares. 5) MATRIZ EXTRACELULAR El análisis microscópico de la estructura del material intercelular muestra (Figura 111): elementos fibrilares bien estructurados llamados fibras conjuntivas, que pueden ser colágenas, reticulares o elásticas

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Figura 111

Figura 112

6) FIBRAS ELÁSTICAS Están constituidas por una proteína denominada elastina y se caracterizan por su elasticidad, soportando estiramientos de hasta el 150 % de su longitud inicial. Sus constituyentes proteicos son sintetizados por los fibroblastos. Se observan al microscopio óptico con tinciones especiales (orceína o fucsina-resorcina), apreciándose como un retículo de finísimas fibras alargadas. Cuando son muy abundantes confieren una coloración amarillenta al tejido (por ejemplo los ligamentos amarillos). Las fibras elásticas se estiran fácilmente y recuperan su longitud original cuando la fuerza deformante ha desaparecido. Al microscopio electrónico aparecen formadas por un componente amorfo rodeado y penetrado por microfibrillas de unos 10 nm de diámetro (Figuras 113 y 114).

Figura 113

Figura 114

El principal componente de las fibras elásticas es la elastina, material proteico muy insoluble. Se caracteriza por un alto contenido en aminoácidos apolares como prolina y vallina y tiene un alto contenido en aminoácidos no cargados como la glicina. Contiene además dos aminoácidos exclusivos: desmosina e isodesmosina. La elastina se forma por las interacciones entre moléculas solubles de tropoelastina, proteína de unos 70.000 de PM que contiene el aminoácido lisina y carece del aminoácido desmosina. En la figura 3 se muestra como la interacción entre las lisinas de ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA 4 moléculas de tropoelastina (catalizada por la enzima lisiloxidasa, en presencia de cobre) pueden dar origen a la desmosina y unir en puntos específicos a estas hebras polipeptídicas, ricas en aminoácidos hidrofóbicos (Figuras 115 y 116).

Figura 115

Figura 116 Se ha propuesto que en estado de reposo la hebra polipeptídica rica en aminoácidos apolares se encuentra plegada sobre sí misma y que al tensionar la fibra elástica se induce el estiramiento de esta zona en cada una de las hebras polipeptídica las que son obligadas a ponerse paralelas entre sí, enfrentándose almedio acuoso del extracelular, permaneciendo unidas sólo a nivel de las desmosinas. Al desaparecer la fuerza deformante cada una de estas zonas de las hebras polipeptídicas recuperan su conformación plegada en forma espontánea y la fibra elástica recupera su longitud inicial (Figura 117).

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Figura 117 Las microfibrillas tienen como principal componente una glicoproteína llamada fibrilina, rica en aminoácidos hidrofílicos y que contiene residuos de cistina los cuales pueden formar puente disulfuro, estabilizando la estructura de las microfibrillas. En las fibras elásticas juegan un rol estructural, formando una especie de vaina alrededor de la elastina, permitiendo así la formación de estructuras fibrilares elásticas. En ausencia de microfibrillas la elastina se deposita formando láminas elásticas, como ocurre por ejemplo en la pared de las arterias. un material poco estructurado al que se denomina sustancia fundamental amorfa y en los sitios en que la matriz extracelular conjuntiva se asocia a células de otros tejidos se observan las láminas basales. El análisis de la composición molecular del espacio intercelular demuestra que las tres principales clases de macromoléculas extracelulares son: 1. cadenas de polisacáridos de la clase de los glicosaminoglicanos, que pueden unirse covalentemente a proteínas, formando macromoléculas más complejas llamadas proteoglicanos. Estas moléculas forman el gel altamente hidratado que constituye la sustancia fundamental en la cual están embebidas las células y fibras conjuntivas. La fase acuosa del gel de polisacáridos permite una rápida difusión de nutrientes, metabólitos y hormonas entre la sangre y las células tisulares 2. proteínas fibrosas que se organizan para formar estructuras bien definidas de la matriz extracelular como son las fibrillas colágenas, la lámina densa de las láminas basales y las fibras elásticas.

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APUNTES DE HISTOLOGIA 3. glicoproteínas de adhesión como fibronectina que asocian entre sí a células, fibras y proteoglicanos del tejido conjuntivo y como laminina que asocia la lámina basal a las células que están rodeadas por ella. Las variaciones en las cantidades relativas de las distintas macromoléculas presentes y en la forma en que están organizadas dan origen a variedades tan diversas de matriz como son la dura matriz extracelular del hueso y la transparente matriz extracelular de la córnea. 7) FIBROBLASTOS Y FIBROCITOS Es la célula propia de los tejidos conjuntivos fibrosos, cuya principal función es sintetizar y mantener a la matriz extracelular propia del tejido. Son las células principales y más representativas del tejido conjuntivo. Son células fusiformes o estrelladas, con largas prolongaciones citoplasmáticas, y contienen un núcleo central alargado, con uno o dos nucléolos prominentes, así como los órganos característicos de la síntesis proteica notablemente desarrollados, pues se encargan de sintetizar los elementos proteicos y glucoproteicos de la sustancia fundamental y de las fibras conjuntivas.

Figura 118

Figura 119

Figura 120. Tejido conjuntivo en el cuál destacan los núcleos de fibroblastos poco activos rodeados de fibras colágenas

Figura 121

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APUNTES DE HISTOLOGIA De acuerdo a su actividad biosintética se pueden distinguir morfológicamente: fibroblastos que corresponden a la célula en un estado de alta actividad (Figura 118) fibrocitos que son las células poco activas o en reposo (Figura 119). Los fibroblastos se distinguen estructuralmente por su aspecto fusiforme y su abundante citoplasma basófilo; los fibrocitos son más pequeños y su citoplasma es suavemente acidófilo (Figuras 120 y 121).

Figura 122 Figura 123 La organización ultraestructural de los fibroblastos diferenciados refleja el compromiso de este tipo de células en la síntesis de moléculas que forman la matriz extracelular. Poseen un retículo endoplásmico desarrollado, un Golgi perfectamente definido y escasas vesículas de secreción, organelos que se relacionan con la síntesis de moléculas precursoras del colágeno, elastina, proteoglicanos y glicoproteínas de la MEC (Figura 122). Presentan un desarrollado citoesqueleto de microtúbulos y de microfilamentos de actina implicados en procesos de motilidad celular. Esta propiedad es importante en la cicatrización de heridas, ya que los fibroblastos tienen la capacidad de migrar hacia la zona lesionada, proliferar y producir los componentes de la matriz extracelular. En los tejidos conjuntivos fibrosos reticulares las células propias del tejido, responsable de la síntesis y mantención del estroma reticular reciben el nombre de células reticulares. Este nombre suele inducir a confusión ya que inicialmente se usó para denominar a las células asociadas al estroma reticular, actualmente se distingue la célula reticular propiamente tal de otras células que pueden asociarse al estroma como son por ejemplo los macrófagos fijos. La estructura de las células reticulares es similar a la de los fibroblastos (Figura 123). 8) FIBROBLASTOS Y SÍNTESIS DE MICROFIBRILLAS COLÁGENAS Los fibroblastos sintetizan y secretan el procolágeno, molécula de mayor tamaño que el colágeno, la cual presenta en ambos extremos una porción no helicoidal.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los pasos intracelulares (Figura 124) en el proceso de síntesis de esta molécula implican las siguientes etapas: producción del mRNA correspondiente al tipo o tipos de cadenas que se requiera, de acuerdo tipo de colágeno que se va a secretar síntesis en ribosomas unidos a membrana e introducción hacia el lumen de cisternas del ergastoplasma de cada cadena pro- , los cuales además del péptido señal contienen una serie de aminoácidos adicionales llamados propéptidos. En el lumen del ergastoplasma residuos precisos de prolina y lisina son hidroxilados, formando hidroprolinas e hidroxilisinas. Este paso requiere de la presencia de vitamina C. (en el escorbuto, no ocurre la hidroxilación de las prolinas y las cadenas pro- defectuosas no pueden formas las triple hélix y se degradan inmediatamente).

Figura 124

Figura 125 ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Algunas de las hidroxilisinas son luego glicosiladas tres cadenas pro- hidroxiladas y glicosiladas se acoplan entre sí inicialmente por los propéptidos y forman las moléculas de procolágeno: estructura helicoidal triple estabilizada por puentes de hidrógeno, cuyos extremos son más globosos por la presencia de los propéptidos. Estas moléculas se acumulan en el aparato de Golgi y son transportadas en gránulos de secreción hacia la superficie celular liberándose por exocitosis hacia el extracelular. Para que se formen las fibrillas de colágeno a partir de las moléculas de procolágeno secretadas se requieren varios pasos (Figura 125), que dependen de la presencia de enzimas específicas sintetizadas y secretadas por los fibroblastos en el espacio extracelular, que ocupa profundas invaginaciones en la superficie de los fibroblastos.

Figura 126

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Figura 127 Las etapas principales son: remoción de los propéptidos de las moléculas de procolágeno por acción las procolágeno-peptidasas, eliminándose así los extremos globosos y quedando la molécula de colágeno, de menor peso molecular (Figura 125) las moléculas de colágeno son menos solubles y tienden a asociarse entre sí por interacciones entre las caras laterales de moléculas vecinas, que se disponen paralelas entre sí pero desplazadas en aproximadamente un quinto de su longitud. Esta interacción entre moléculas de colágeno se estabiliza por la formación de enlaces covalentes entre los residuos de lisina de las moléculas vecinas, en una reacción compleja que requiere de la enzima lisil-oxidasa (Figuras 125 y 126) La resistencia a la tracción de las fibrillas colágenas va a depender del número de enlaces covalentes que existan entre las moléculas paralelas de colágeno. Si se inhibe a la enzima lisil-oxidasa la resistencia a la tracción de la fibrillas disminuye drásticamente y ocurren alteraciones graves en la estructura de los tejidos conjuntivos. como consecuencia de la polimerización del colágeno quedan a espacios, a largo de la fibrilla en formación, entre los extremos carboxi- y amino- terminales de las sucesivas moléculas de colágeno, Al observar las fibrillas al microscopio electrónico luego de usar tinción negativa (paso 11), se demuestra la penetración del colorante en los sitios huecos de la fibrilla, que aparecen como un bandeo denso a los electrones (negro) mientras que los sitios de total superposición de las moléculas adyacentes no permiten la penetración del colorante y aparecen como un bandeo poco densos a los electrones (blanco). (Figura 127) la forma en que se van a organizar las fibrillas colágenas en el extracelular depende también de los fibroblastos, ya que estos pueden expresar además otros tipos de colágenos como el colágeno XII ( 1 (XII)3) el cuál no forma fibrillas sino que se asocia lateralmente en forma periódica a la superficie de las fibrillas ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA de colágeno I y contribuye a asociarlas entre sí formando manojos paralelos de fibrillas, y las asocia también a otros elementos de la matriz extracelular.

9) ADIPOCITOS Son células voluminosas y esferoidales, constituidas en su mayor parte por una gran vacuola lipídica que rechaza hacia la periferia al núcleo y a los restantes orgánulos citoplasmáticos, principalmente las mitocondrias y el aparato de Golgi. 10) MASTOCITOS Son células grandes y esferoidales que se sitúan alrededor de los vasos sanguíneos. Contienen un pequeño núcleo, a veces dos, redondeado en situación central, así como gran cantidad de granulaciones metacromáticas, que cambian de color al tomar el colorante. Los mastocitos secretan ácido hialurónico, histamina (potente vasodilatador) y heparina, mucopolisacárido de intensa acción anticoagulante y que participa en el metabolismo de los lípidos.

Figura 128. Células del tejido conjuntivo. Aspecto ultraestructural de: A) fibroblasto, B) adipocito y C) mastocito.

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Figura 129. Formación de las fibras colágenas. Las moléculas precursoras formadas por los fibroblastos polimerizan en el exterior de la célula. El desfase de un cuarto de su longitud en sus uniones laterales es responsable de la característica estriación que muestran las fibras colágenas. 11) FIBRAS COLÁGENAS Son las más abundantes y representan el sustrato de la función de soporte mecánico del tejido conjuntivo. Se constituyen en el espacio extracelular por la unión lateral y de extremo con extremo de una serie de unidades proteicas sintetizadas por los fibroblastos, que corresponden a moléculas de tropocolágeno. Las unidades elementales se agrupan en fascículos nunca anastomosados. 12) FIBRAS DE RETICULINA Se tiñen con técnicas de impregnación de plata, apreciándose en forma de una fina red. Realmente corresponden a fibrillas elementales colágenas. Se encuentran en el tejido conjuntivo laxo, pero principalmente constituyen el tejido de sostén de los órganos hematopoyéticos y linfoides, así como el estroma del hígado.

C - VARIEDADES DE TEJIDOS CONJUNTIVOS 1) TEJIDO CONJUNTIVO LAXO

Su estructura está constituida por una proporción prácticamente equivalente de células, sustancia fundamental y fibras. Tiene una distribución topográfica muy extensa: en el corion de las mucosas del tubo digestivo, vías respiratorias, genitales y urinarias; en la submucosa del tubo digestivo; bajo el epitelio de las serosas; debajo de la piel (hipoder-

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APUNTES DE HISTOLOGIA mis); entre los haces musculares; en el estroma de órganos macizos y en la adventicia de los vasos. Tiene una función mecánica de sostén, ensamblaje y unión de las diferentes estructuras orgánicas, una función metabólica al permitir el paso de nutrientes por difusión desde la sangre a otros tejidos y una función de defensa, al participar en las reacciones inflamatorias, en la respuesta inmunitaria y en los procesos de reparación y cicatrización. Se caracteriza por la presencia de una población relativamente alta de células residentes, ya sea propias como fibroblastos y adipocitos o migratorias como macrófagos y células cebadas, separadas por la matriz extracelular formada por fibras colágenas y elásticas, laxamente dispuestas en una sustancia fundamental bastante fluida (Figuras 130 y 131)

Figura 130 Figura 131 Las fibras colágenas que predominan están formadas por microfibrillas de colágeno I asociadas a cantidades variables de microfibrillas de colágeno III pero en menor cantidad. Estas fibras colágenas le confieren resistencia a la tracción (Figura 132).

Figura 132 .Tejido conjuntivo en el cuál destacan los núcleos de fibroblastos poco activos rodeados de fibras colágenas

Figura 133

Las fibras elásticas, aunque menos abundantes que las de colágeno, cumplen un rol importante ya que le otorgan al tejido la capacidad de retomar su organización original luego de ser traccionado (Figura 133).

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Figura 134

Figura 135

La sustancia fundamental, que ocupa los espacios entre las fibras, tiene como principal componente a grandes moléculas de ácido hialurónico, el cual estabiliza una importante cantidad de agua, adoptando la estructura de un gel poco consistente, de modo que existen innumerables espacios intermoleculares que sirven de reservorio al líquido intersticial ("fluido tisular"). Este fluido facilita la difusión del oxígeno y nutrientes desde los capilares del conjuntivo hacia células de otros tejidos (epitelios, cartílago o músculo) y de los productos de desecho del metabolismo en sentido inverso. La capacidad de la sustancia fundamental de acumular líquido es la base del proceso llamado edema (Figura 134). Debido a la variedad de células que lo habitan y a la capacidad de acumular líquido proveniente del plasma sanguíneo, el conjuntivo laxo juega un rol muy importante en la iniciación del proceso de defensa orgánica a través de la generación de las respuestas inflamatoria e inmune (Figura 135). 2) TEJIDO CONJUNTIVO FIBROSO DENSO Presenta un contenido relativamente bajo de células, las que corresponden principalmente a fibroblastos. Su matriz extracelular es muy abundante, y su principal componente son gruesas fibras colágenas. La sustancia fundamental es relativamente escasa, predominando proteoglicanos de dermatán-sulfato. Su función es principalmente mecánica, siendo el que tiene una mayor capacidad de resistencia. De ahí que esté constituido sobre todo por fibras (colágenas o elásticas), siendo los fibroblastos prácticamente el único tipo de células existentes en el seno de una muy escasa sustancia fundamental. Presenta dos modalidades: fibroso y elástico. El tejido conjuntivo denso fibroso está constituido fundamentalmente por gruesos haces de fibras colágenas con escasas células y sustancia fundamental. Estos haces de fibras pueden disponerse sin una organización concreta (fibroso no orientado o irregular), encontrándose principalmente en la dermis, en el periostio y en la cápsula de numerosos órganos, o bien disponerse de forma organizada y regular (tejidos fibrosos orientados o regulares), siendo la disposición de ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA sus fibras en haces paralelos, como en ligamentos y tendones, o en haces entrecruzados, como aponeurosis y estroma de la córnea, que es avascular. En el tejido elástico predominan las fibras del mismo nombre y presenta una coloración amarillenta. Puede disponerse en forma de haces paralelos de fibras elásticas separados por una delicada capa de tejido conjuntivo laxo, como es el caso de los ligamentos amarillos de las vértebras, ligamentos de las cuerdas vocales verdaderas, ligamento suspensorio del pene o la aponeurosis de la pared abdominal anterior, o bien en forma de una lámina de elastina, constituyendo la membrana fenestrada de la capa media de las arterias de gran calibre. De acuerdo a la forma en que se disponen las fibras de colágeno, se distingue: a) Tejido conjuntivo denso desordenado. Las fibras colágenas forman una red tridimensional lo que le otorga resistencia en todas las direcciones. Asociada a esta red colágena existen fibras elásticas. Entre las fibras colágenas y elásticas se ubican las células, principalmente fibroblastos y se encuentra por ejemplo en la dermis y formando la cápsula de órganos como los ganglios linfáticos y el hígado (Figuras 136 y 137).

Figura 136

Figura 137

b) Tejido conjuntivo denso ordenado o regular. Las fibras de colágeno se disponen en un patrón definido que refleja una respuesta a la dirección del requerimiento mecánico predominante. Las fibrillas de colágeno tipo I paralelas se asocian entre sí por interacción con moléculas de colágeno tipo XII (a1 (XII)3), lo que le otorga una mayor firmeza. Los fibroblastos son las únicas células presentes y se ubican entre los haces de fibras formando largas líneas paralelas. Estas células poseen escaso citoplasma y presentan un cuerpo celular alargado, con núcleos son alargados y de cromatina condensada (Figura 138 y 139). Las estructuras formadas por tejido conjuntivo denso ordenado están adaptadas para oponer una alta resistencia a la tracción ejercida en la dirección en que se disponen las fibras. Tal es el caso de tendones y aponeurosis.

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Figura 138

Figura 139

c) Tejido conjuntivo elástico Es una variedad de tejido fibroso denso en el cuál las fibras conjuntivas presentes corresponden a fibras o láminas elásticas dispuestas en forma paralela. Los espacios entre las fibras elásticas están ocupados por una fina red de microfibrillas colágenas con unos pocos fibroblastos. El tejido conjuntivo elástico forma capas en la pared de los órganos huecos sobre cuyas paredes actúan presiones desde adentro, como es el caso de los pulmones y de los vasos sanguíneos y forma algunos ligamentos como los ligamentos amarillos de la columna vertebral. d) Tejido conjuntivo reticular Sus elementos fibrosos son fibras reticulares, sobre las que asientan células como las reticulares primitivas, que secretan las fibras de reticulina, y macrófagos. Se encuentra en los órganos linfoides, la médula ósea, el bazo y el hígado. Este tejido constituye un filtro mecánico para la sangre y la linfa, ejerciendo posteriormente la fagocitosis los macrófagos que asientan en la malla reticular. Es una variedad de tejido conjuntivo especializado que forma una malla tridimensional estable, que otorga un soporte estructural a las células migratorias de órganos relacionados directamente con los leucocitos de la sangre como son el bazo (Figura 140), los ganglios linfáticos (Figuras 141 y 142) y la médula ósea hematopoyética.

Figura 140

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Figura 141

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Figura 142

Figura 143

Las células reticulares, que corresponden a fibroblastos especializados, que secretan las microfibrillas de colágeno III las que se asocian en manojos formando las fibras reticulares. Estas se disponen formando una malla fibrilar (Figura 143) fina a lo largo de la cual se ubican las células reticulares, cuyos procesos envuelven las fibras reticulares (Figura 144) y a la escasa sustancia fundamental. El sistema trabecular formado por la asociación de fibras y células genera matriz con características de esponja en la cual células y fluidos pueden desplazarse (Figura 145).

Figura 144

Figura 145

III - TEJIDO ADIPOSO Es un tejido conjuntivo especializado en el que predominan las células conjuntivas llamadas adipocitos. Los lipoblastos, células precursoras de adipocitos producen cantidades importantes de colágeno I y III, pero los adipocitos adultos secretan muy bajas cantidades de colágeno y pierden la capacidad de dividirse (Figuras 146 y 147).

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APUNTES DE HISTOLOGIA Está constituido fundamentalmente por adipocitos, que asientan sobre una fina red de reticulina y contiene numerosos capilares sanguíneos. Se encuentra principalmente en la hipodermis (tejido celular subcutáneo), en el retroperitoneo, el mesenterio, los epiplones, la mama y el espacio perirrenal. Los lípidos

Figura 146

Figura 147. Tejido adiposo unilocular. Las flechas indican el contorno del citoplasma de una célula adiposa.

que acumulan los adipocitos en su citoplasma son una reserva dinámica, que se renueva constantemente y que está a disposición del organismo para el aporte energético cuando se agotan las reservas de glúcidos, que son el producto energético habitual. De ahí el estado de adelgazamiento cuando cesa el aporte de glúcidos (ayuno) o se consumen excesivamente (grandes esfuerzos físicos, permanencia sostenida a bajas temperaturas, lucha contra agentes nocivos, estados cancerosos, etc.) o no son utilizables (diabetes mellitus severa). La actividad metabólica del adipocito ocurre en tres etapas: 1. Lipogénesis. Síntesis de lípidos a partir de los triglicéridos y la glucosa procedentes de la alimentación. 2. Almacenamiento de los lípidos en forma de triglicéridos. 3. Lipólisis. Rotura de las moléculas de triglicéridos y liberación de ácidos grasos no esterificados, que se utilizan como material energético, directamente o bien tras su transformación en glucosa (gluconeogénesis). Una variedad del tejido adiposo es la grasa parda abundante en los animales de hibernación y en el recién nacido, y restringida en el adulto a las regiones interescapular e inguinal. Las células muestran un núcleo redondo central y en el citoplasma existen gran cantidad de pequeñas gotas lipídicas y numerosas y grandes mitocondrias. El tejido adiposo es uno de los tejidos más abundantes y representa alrededor del 1520% del peso corporal del hombre y del 20-25% del peso corporal en mujeres. Los adipocitos almacenan energía en forma de triglicéridos. Debido a la baja densidad de

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APUNTES DE HISTOLOGIA estas moléculas y su alto valor calórico, el tejido adiposo es muy eficiente en la función de almacenaje de energía. Los adipocitos diferenciados pierden la capacidad de dividirse; sin embargo, son células de una vida media muy larga y con capacidad de aumentar la cantidad de lípidos acumulados. Además, el tejido adiposo postnatal contiene adipocitos inmaduros y precursores de adipocitos residuales a partir de los cuales pueden diferenciarse adipocitos adicionales. Estos mecanismos se hacen operativos cuando la ingesta calórica aumenta exageradamente. El tejido adiposo se clasifica en adiposo unilocular y el tejido adiposo multilocular, de acuerdo a las características de las células que lo constituyen.

A- DISTINTOS TIPOS DE TEJIDOS ADIPOSOS 1) TEJIDO ADIPOSO UNILOCULAR (Figura 148). Corresponde a la variedad de tejido adiposo más corriente en adultos. Sus células son poliédricas, miden entre 50 y 150 µm de diámetro y contienen una sola gota de lípido que llena todo el citoplasma desplazando los organelos hacia la periferia. Al microscopio de luz cada célula aparece como un pequeño anillo de citoplasma rodeando una vacuola, resultado de la disolución de la gota lipídica, y que contiene un núcleo excéntrico y aplanado (Figura 149).

Figura 148. Células cebadas ubicadas en la vecindad de vénulas en un trozo de tejido conjuntivo obtenido mediante la bola de edema y teñido con azul de toluidina

Figura 149

El MET revela que cada célula adiposa contiene sólo una gota de lípido. En el citoplasma perinuclear se ubican un Golgi pequeño, escasas mitocondrias de forma ovalada, cisternas de RER poco desarrolladas y ribosomas libres. En el citoplasma que rodea la gota de lípido contiene vesículas de REL, algunos microtúbulos y numerosas vesículas de pinocitosis. 2) TEJIDO ADIPOSO MULTILOCULAR.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Esta variedad de tejido adiposo es de distribución restringida en el adulto. Sus células son poligonales y más pequeñas que las del tejido adiposo unilocular. Su citoplasma contiene numerosas gotas de lípido de diferente tamaño y numerosas mitocondrias con abundantes crestas. Su un núcleo está al centra y es esférico. Este tejido adiposo se asocia con numerosos capilares sanguíneos y se conoce también como grasa parda. En embriones humanos y en el recién nacido, este tipo de tejido adiposo se concentra en la región interescapular y luego en individuos adultos disminuye notablemente.

B - REACCIONES DEFENSIVAS DEL ORGANISMO Entre los procesos fisiológicos que acaecen en los tejidos conjuntivos y que dependen esencialmente de sus células, se cuentan los relacionados con la defensa del organismo frente a la agresión, proceda ésta del medio externo o del propio individuo. En función de la especificidad de las respuestas inmunitarias frente a un agente agresor o que el organismo considera extraño, podemos hablar de dos tipos de inmunidad: -

La inmunidad específica, también denominada adaptativa, es un mecanismo defensivo del organismo cuya característica principal reside precisamente en su carácter específico, es decir, se desencadena contra un determinado agente extraño (antígeno) y los mecanismos puestos en marcha contra dicho agente son exclusivos para él. El organismo humano tiene dos mecanismos de defensa inmunitaria específica: el humoral y el celular. Ambos reaccionan frente a antígenos (Ag), que en general son proteínas o glucoproteínas extrañas al organismo, y en ambos participan activamente los linfocitos.

-

La inmunidad humoral está mediada por los anticuerpos (Ac) circulantes: las denominadas inmunoglobulinas o gammaglobulinas, ya que circulan en la sangre dentro del grupo de las globulinas gamma plasmáticas (cap. 15). Interviene principalmente en los mecanismos de defensa contra bacterias.

La inmunidad celular está mediada por las linfocinas y participa en las reacciones alérgicas retardadas, en el rechazo de los tejidos extraños (injertos y trasplantes), en la respuesta frente a las células neoplásicas y en las infecciones producidas por virus, hongos y algunas bacterias (tuberculosis). La inmunidad inespecífica o innata está constituida por una serie de sistemas defensivos comunes frente a cualquier tipo de agresión. Entre ellos cabe citar la integridad de las barreras cutaneomucosas y la reacción inflamatoria, cuyo comportamiento es cualitativamente siempre el mismo, variando sólo en su intensidad. 1) CÉLULAS DE LAS RESPUESTAS INMUNITARIAS Las células que participan en la respuesta inmunitaria asientan, como elementos móviles, en el tejido conjuntivo laxo. Son los macrófagos, los linfocitos y las células plasmáticas o plasmocitos.

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APUNTES DE HISTOLOGIA a) Macrófagos Son células que proceden de la médula ósea, de donde pasan a la sangre cuando culmina su maduración y, tras circular por ella (en esta etapa se denominan monocitos y se incluyen en el grupo de glóbulos blancos mononucleares o agranulocitos) asientan en los tejidos, fase en la cual se denominan macrófagos hísticos. Así pues, estas células se encuentran en tres compartimientos: medular, sanguíneo e hístico, por lo que este conjunto se engloba bajo la denominación de sistema de los fagocitos mononucleares, cuya principal capacidad es la fagocitosis y cuya función más significativa es, por tanto, la defensa del organismo. Al conjunto de los macrófagos hísticos se lo ha denominado también sistema reticuloendotelial. Los macrófagos son unas células de gran tamaño con un núcleo excéntrico redondeado o escotado. Su contorno externo no es liso, sino muy sinuoso, y presenta numerosas evaginaciones citoplasmáticas que constituyen microvellosidades y verdaderos seudópodos, así como velos citoplasmáticos ondulantes. En el interior del citoplasma se observa un gran aparato vacuolar: vesículas de pinocitosis, lisosomas primarios y secundarios, fagosomas, como consecuencia de su actividad fagocítica. Asimismo se encuentran numerosos microtúbulos y microfilamentos, principalmente en la periferia celular. Cuando el macrófago se activa ante algún estímulo (macrófago activado), estas características se hacen más notables, aumentando su tamaño, las proyecciones citoplasmáticas son más evidentes y el aparato vacuolar presenta un mayor desarrollo. Los macrófagos hísticos pueden asentar en los tejidos de forma libre e inestable, es decir, que recirculan volviendo a la sangre para, a su vez, posteriormente poder volver a los tejidos. Se localizan universalmente por todas las estructuras del organismo: en el tejido conjuntivo laxo, donde se denominan también histiocitos, en los órganos linfoides y hematopoyéticos, en las cavidades serosas, en los alvéolos pulmonares, en el sistema nervioso central (microglia), etc. Existen además numerosos macrófagos fijos, estables o inmovilizados, que asientan de forma permanente formando parte de la estructura de los órganos en los que se encuentran: tejido linfoide, bazo e hígado (células de Küpffer). Los macrófagos libres son células móviles que se desplazan gracias a las proyecciones seudopódicas de la membrana y a la capacidad contráctil de los filamentos. Existen sustancias quimiotácticas que atraen a los macrófagos favoreciendo su movilización. Dichas sustancias pueden ser secretadas por bacterias, linfocitos o células plasmáticas o corresponder a factores del complemento.

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Figura 150. Aspecto ultraestructural de un macrófago. Existen asimismo productos que inmovilizan los macrófagos, reteniéndolos en un foco concreto para que se mantengan en el área lesionada: factor inhibidor de la migración de macrófagos, sintetizado por los linfocitos. Una vez que el macrófago alcanza el área de lesión, comienza el proceso de fagocitosis, que incluye el reconocimiento del objetivo, que puede ser inespecífico (fijándose en cualquier zona de la membrana) o específico (fijándose en receptores concretos de la membrana), la introducción del producto extraño en el interior de la célula y la digestión por las hidrolasas ácidas de los lisosomas. Debido a estas características, los macrófagos participan en las funciones defensivas del organismo, tanto de carácter inespecífico, eliminando todos los elementos extraños, nocivos o inservibles, bien de origen externo o propios, como en la respuesta inmunitaria específica, donde intervienen al comienzo, poniendo en relación el producto fagocitado con el linfocito y, al final, fagocitando y eliminando el material objeto tras ser atraídos en grandes cantidades al foco de lesión. Por otra parte, como consecuencia de su actividad fagocitaria, el macrófago participa en diferentes actividades metabólicas y de secreción: 1. Metabolismo lipídico y de productos esteroideos. 2. Metabolismo proteico: degradación de inmunoglobulinas. 3. Degradación de pigmentos respiratorios. 4. Regulación de las actividades hematopoyéticas, al ser células responsables de la destrucción de hematíes viejos y anormales. 5. Síntesis de interferón, sustancia que participa en los mecanismos de defensa contra los virus. 6. Síntesis de elementos proteicos: algunos factores de la coagulación, factores del complemento, transferrina, enzimas (hidrolasas ácidas), etc. b) Linfocitos

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APUNTES DE HISTOLOGIA Son células que proceden esencialmente de la médula ósea, a la que abandonan una vez maduras para circular por la sangre, incluidas en el grupo de glóbulos blancos mononucleares o agranulocitos, y distribuirse después por los órganos linfoides o el tejido conjuntivo laxo, o circular por la linfa. También proceden en cantidades muy significativas de los ganglios linfáticos, el timo y el bazo, donde se desarrollan a partir de células progenitoras que han migrado desde la médula ósea. Son células regularmente esferoidales, ocupadas en su mayor parte por un gran núcleo central, redondeado, muy basófilo y uniforme, rodeado periféricamente por una estrecha corona citoplasmática con los órganos celulares habituales . En general, son de pequeño diámetro, pero hay formas de mediano y gran tamaño. Existen linfocitos de vida corta (algunos días), frente a los linfocitos de vida larga, que pueden vivir años y se conocen como linfocitos con memoria. Desde el punto de vista inmunológico existen dos poblaciones de linfocitos, en función de la zona en que se produzca su maduración y el tipo de compromiso inmunológico que adquieran. Son los linfocitos T o timo-dependientes, y los linfocitos B o bursadependientes. Los primeros son los que maduran en el timo y se dividen y transforman para participar en fenómenos de respuesta inmunitaria celular; los segundos, linfocitos B, maduran en numerosas estructuras linfoides del organismo, como la médula ósea, el tejido linfoide de las mucosas y el bazo. Se transforman y se dividen en linfocitos que participan en la respuesta inmunitaria de tipo humoral. La denominación bursadependientes procede de los estudios iníciales realizados en las aves, donde maduran en un órgano linfoide próximo a la cloaca denominado bolsa de Fabricio.

Figura 151. A) Linfocito. B) Célula plasmática.

Los linfocitos son células móviles que se desplazan de forma ameboide y que tienen capacidad de transformarse y de secretar diversas sustancias. En presencia de antígenos o alguna sustancia con actividad mitógena, pueden transformarse en inmunoblastos, células muy voluminosas con núcleo vesiculoso y nucléolo prominente y eosinófilo. Los linfocitos T se transforman en inmunoblastos T, y los B en inmunoblastos B, ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA indistinguibles en el microscopio óptico, apreciándose sin embargo un gran desarrollo en los órganos de síntesis proteica en estos últimos cuando se examinan al microscopio electrónico. La multiplicación y la diferenciación de los inmunoblastos dan origen a las células efectoras de la inmunidad: células plasmáticas o plasmocitos, en la inmunidad humoral, y linfocitos T efectores, en la inmunidad celular. Los plasmocitos tienen la capacidad de secretar anticuerpos o inmunoglobulinas, capacidad que ya reside en menor cuantía en los inmunoblastos B. Los linfocitos B sin transformar sintetizan inmunoglobulinas de superficie para el reconocimiento antigénico. Los linfocitos T efectores secretan linfocinas de acción local en el foco de la lesión en que asientan, a diferencia de los anticuerpos producidos por las células plasmáticas que son transportados por la sangre. c) Plasmocitos o células plasmáticas Son las células efectoras de la inmunidad humoral y proceden de la división y maduración de inmunoblastos B. Se encuentran en el tejido conjuntivo laxo y en los órganos hematopoyéticos y linfoides, no se, en condiciones fisiológicas, en la sangre ni en la linfa. Presentan forma ovalada, en «coma o vírgula», con un núcleo redondeado u ovalado excéntrico cuya cromatina se dispone en bloque a modo de radios de «rueda de carro». El citoplasma presenta una zona clara perinuclear donde asientan el centrosoma y el aparato de Golgi, mostrando el resto una intensa basofilía por la gran cantidad de cámaras de retículo endoplásmico granular y ribosomas libres. Estas células raras veces se dividen, tienen escasa capacidad de movimiento ameboide y carecen de capacidad fagocítica. Su función principal es la secreción de anticuerpos o inmunoglobulinas, de ahí su rica dotación de órganos de síntesis proteica. 2) ASPECTOS CLÍNICOS Existen diversas patologías derivadas de una capacidad de respuesta inmunitaria alterada, que puede ser por una reacción excesiva, inadecuada o reducida. Entre las respuestas excesivas se encuentran todos los procesos de hipersensibilidad, incluyendo las enfermedades alérgicas respiratorias (procesos primaverales, fiebre del heno, asma, etc.) o cutáneas (dermatitis de contacto). Un modelo de respuesta inapropiada lo constituyen las enfermedades de carácter autoinmune, en las cuales el sistema inmunitario reacciona contra las estructuras propias del organismo (tiroiditis crónica de Hashimoto, lupus eritematoso sistémico, artritis reumatoide, glomerulonefritis nefrotóxica, anemia hemolítica autoinmune, miastenia grave, etc.). Puede ocurrir que la capacidad de respuesta esté limitada, por defecto en las etapas del desarrollo del sistema inmunitario. Así, el fracaso de los precursores de los linfocitos para desarrollarse o migrar al timo, el hígado y el bazo, causa falta de inmunidad celular y humoral, con una acusada susceptibilidad a las infecciones. En personas que sufren ausencia congénita de timo (aplasia tímica), cuadro conocido como síndrome de DiGeorge, no existe inmunidad celular, siendo normal la humoral. Por el contrario, en la agammaglobulinemia de Bruton, ligada al cromosoma X, no se desarrollan los linfocitos B ni existe respuesta inmunitaria humoral ni, por tanto, anticuerpos. Los pacientes ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA afectos sufren repetidas infecciones bacterianas, aunque pueden resistir las infecciones víricas y micóticas. Entre el grupo de trastornos con capacidad limitada de respuesta inmunitaria se encuentra el SIDA, proceso de naturaleza adquirida debida a los virus HIV, que afectan los linfocitos T y anulan la capacidad de respuesta inmunitaria celular. La capacidad inmunitaria declina al parecer con la edad, lo que explicaría la mayor incidencia de procesos neoplásicos en las personas de edad avanzada. También se pueden producir procesos neoplásicos malignos a partir de las propias células inmunitarias: las leucemias son proliferaciones malignas de los diferentes tipos de leucocitos de la sangre; los linfomas son neoplasias originadas a partir del tejido linfoide, y el plasmocitoma o mieloma múltiple corresponde a la proliferación neoplásica de las células plasmáticas. En el capítulo 18 se estudian los órganos linfoides y se desarrollan los conceptos sobre inmunidad, sistema de histocompatibilidad, de gran interés hoy día por el auge de la medicina de trasplantes, y las reacciones de hipersensibilidad. 3) INFLAMACIÓN Y REPARACIÓN La inflamación es una respuesta defensiva del organismo, cuyo carácter básico, en su forma inmediata, es siempre el mismo, cualesquiera que sean el agente y el lugar en que se produzca. En esto se diferencia fundamentalmente de la respuesta inmunitaria: sólo la intensidad de la reacción inflamatoria es variable, en función de la gravedad del estímulo lesivo y de la capacidad reactiva del huésped. La reacción inflamatoria que sucede de forma única y breve es la forma aguda, mientras que las lesiones repetidas o persistentes originan una reacción continuada que es la forma crónica. La inflamación aguda puede generar manifestaciones limitadas al área de la lesión o acompañarse de cambios generales o sistémicos. Los signos locales clásicos de la inflamación son calor, rubor, tumor, dolor e impotencia funcional. El calor y el rubor se deben a la dilatación de los vasos sanguíneos próximos al foco de la lesión. La tumefacción o tumor se debe al escape de líquido, que contiene proteínas plasmáticas y algunos otros solutos, de la sangre hacia los tejidos, fenómenos conocidos como trasudación (escaso contenido proteico) y exudación (alto contenido proteico). El dolor se debe a la presión que ejerce el líquido extravascular sobre las terminaciones nerviosas y a la irritación de éstas por mediadores químicos presentes (bradicinina). El pus es un exudado rico en proteínas que contiene leucocitos viables, además de restos celulares procedentes de la necrosis de leucocitos y de células de los tejidos. Las manifestaciones de la inflamación aguda se deben a modificaciones hemodinámicas, cambios de permeabilidad y fenómenos celulares, en los que participan principalmente los leucocitos. Las modificaciones hemodinámicas consisten sobre todo en una vasodilatación arteriolar, con aumento del flujo y de la llegada de elementos formes de la sangre, desencadenada principalmente por mediadores químicos. La permeabilidad de vénulas y capilares está incrementada, lo que conduce a un escape de componentes sanguíneos de los vasos. En primer lugar sale un ultrafiltrado del ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA plasma (trasudado) y, posteriormente, según la intensidad del proceso, atraviesan las paredes vasculares proteínas plasmáticas, leucocitos e incluso hematíes (exudado). Los fenómenos celulares implican la llegada de leucocitos al foco de lesión, que se produce en dos oleadas: la primera está constituida por polimorfonucleares neutrófilos y, en un segundo tiempo, por macrófagos, procedentes de monocitos de la sangre. Los leucocitos son atraídos al foco de lesión por mecanismos quimiotácticos, que ya se han citado. Sustancias quimiotácticas son algunas fracciones activadas del complemento y algunos factores bacterianos solubles. Tanto los neutrófilos como los macrófagos realizan la fagocitosis del elemento agresor, que si se trata de una bacteria puede haber sido previamente opsonizada. Existen una serie de sustancias químicas mediadoras de la respuesta inmunitaria. Las más significativas son: las aminas (histamina y serotonina) y las cininas (bradicinina y lisilbradicina). 4) REPARACIÓN Consiste en la sustitución de células muertas o lesionadas por células sanas. Estas nuevas células pueden proceder del parénquima o del estroma conjuntivo de la zona lesionada. La regeneración parenquimatosa puede reconstruir prácticamente por completo el defecto y no dejar signos residuales (restitución ad integrum). Sin embargo, esta reconstrucción en el ser humano ocurre en circunstancias muy limitadas, pues muchos tipos de células tienen escasa o nula capacidad de regeneración (células musculares, neuronas, etc.). Debido a estas limitaciones, la reparación de las lesiones hísticas suele ocurrir en forma de cicatrización del tejido conjuntivo, por una proliferación de fibroblastos y haces de fibras colágenas, lo cual implica una pérdida funcional de la zona afectada. La cicatrización se puede producir por primera intención o primaria, cuando la pérdida de tejido es escasa y no existe contaminación bacteriana importante; mediante la aposición de los tejidos, se produce un cierre hermético y rápido de la herida, con restablecimiento de la continuidad epitelial en 24-48 horas. También puede producirse la cicatrización secundaria o por segunda intención, cuando hay una gran pérdida hística, cuyo espacio lógicamente debe ser llenado, y existen muchos más restos necróticos que deben eliminarse. En este caso se produce un tejido con gran cantidad de vasos jóvenes que se denomina tejido de granulación y la reparación es más lenta e imperfecta, con producción de una cicatriz más evidente. De ahí la necesidad de limpiar cuidadosamente las heridas y de aproximar sus bordes (esparadrapo o sutura quirúrgica), a fin de evitar en lo posible que se produzca una cicatrización por segunda intención.

IV - CARTÍLAGO Y HUESO Son tejidos conjuntivos que se caracterizan porque sus células están rodeadas de una matriz intercelular sólida y relativamente rígida. La matriz intercelular del cartílago es deformable y puede crecer por depósito de nuevo material en su interior, mientras que la

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APUNTES DE HISTOLOGIA matriz intercelular ósea es más bien rígida y puede crecer sólo por depósito de nuevo material sobre las superficies óseas.

A - CARTÍLAGO Está formado por una abundante matriz extracelular en la cual los condrocitos se ubican en espacios llamados lagunas (Figuras 152 y 153).

Figura 152 Figura 153 Es una modalidad del tejido conjuntivo, constituido por células, fibras y sustancia fundamental, con la particularidad de que esta última es sólida. Junto con el tejido óseo representan los tejidos esqueléticos. Las células asientan en la matriz cartilaginosa en unos espacios o lagunas denominados condroplasmas, que aparecen completamente llenos cuando las células cartilaginosas (condrocitos) están en plena actividad. Son células esferoidales y voluminosas con un gran núcleo central que incluye uno o dos nucléolos. En el citoplasma se observan los orgánulos habituales de la síntesis proteica. La matriz cartilaginosa está constituida por: 1. Fibras, encontrándose siempre fibras colágenas y, en algunas variedades de cartílago, fibras elásticas. 2. Sustancia fundamental de consistencia sólida, aspecto homogéneo blanquecino-grisáceo y translúcido. A la observación microscópica es metacromática y PAS-positiva. Desde el punto de vista bioquímico el cartílago contiene un 75 % de agua. Una vez desecado, los principales componentes orgánicos son: 1. El colágeno, cuya proporción oscila entre el 50 % en el cartílago elástico e hialino y el 80 % en el fibroso. El colágeno cartilaginoso difiere ligeramente, desde el punto de vista estructural, del resto del colágeno de los tejidos conjuntivos. 2. Glucosaminoglicanos sulfatados: los principales son 4-condroitínsulfato, 6condroitín-sulfato y queratín-sulfato. Se unen con proteínas, constituyendo grandes complejos denominados proteoglicanos, situados y ordenados en

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APUNTES DE HISTOLOGIA relación a glucoproteínas estructurales. Se encuentra también ácido hialurónico, que cumple un importante papel en la lubricación articular. 3. Otras proteínas: son fundamentalmente glucoproteínas estructurales y elastina en el caso del cartílago elástico. Los condrocitos sintetizan y secretan los componentes orgánicos de la matriz extracelular que son básicamente colágeno, ácido hialurónico proteoglicanos y glicoproteínas, y según las características de la matriz se distinguen cartílago hialino y fibroso. Existe además el cartílago elástico en el cuál la elastina forma parte de la matriz extracelular. Los vasos sanguíneos no penetran a la matriz cartilaginosa y los condrocitos se nutren con material que difunde desde de los capilares sanguíneos del tejido conjuntivo adyacente.

Figura 154. Tejido cartilaginoso ,osteoblastos y condrocitos Cada placa o lámina de tejido cartilaginoso está rodeada por el pericondrio que corresponde a tejido conjuntivo denso en el cuál se distingue una capa externa fibrosa y una capa interna celular en la cual se ubican las células que pueden dar origen a los condroblastos (Figura 154), que corresponden a precursores de los condrocitos y que difieren de ellos solo en su edad y en su mayor actividad de la síntesis de componentes de la matriz intercelular cartilaginosa.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los condroblastos presentan un ergastoplasma y un aparato de Golgi muy desarrollados y presentan vesículas y granos de secreción, lo cual guarda relación con su rol de sintetizar y secretar los distintos componentes de la matriz extracelular cartilaginosa (Figura 155) que está formada principalmente por colágeno de tipo II, proteoglicanos de condroitina y keratansulfato, ácido hialurónico y glicoproteínas. Al disminuir su actividad de síntesis disminuye el desarrollo tanto del ergastoplasma como del aparato de Golgi, acumulan glicógeno y lípidos en su citoplasma y se les llama condrocitos (Figura 156).

Figura 155

Figura 156

1) CARTÍLAGO HIALINO. Es un tejido semitransparente bastante elástico y de aspecto opalescente, en el cual los componentes estructurales aparecen bastante equilibrados, con fibras únicamente colágenas de pequeño calibre. Constituyen los cartílagos de la nariz, de la laringe, de la tráquea y de los bronquios, los cartílagos costales y los cartílagos articulares. Es, pues, el más extendido en el organismo. Asimismo, la mayor parte del esqueleto fetal está constituido por cartílago hialino, que posteriormente será reemplazado por tejido óseo. Su capacidad para un rápido crecimiento manteniendo un considerable grado de rigidez lo hace idóneo como material esquelético para el embrión. Posteriormente es sustituido por hueso, permaneciendo sólo en sus extremos, lo que permite el crecimiento.

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Figura 157. Estructura del tejido cartilaginoso (cartílago hialino).

a) Histogénesis del cartílago El tejido cartilaginoso se origina en el mesénquima, 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. b) Crecimiento del cartílago Las placas de tejido cartilaginoso pueden aumentar su volumen mediante dos mecanismos: Crecimiento por aposición Ocurre desde el pericondrio, en cuya capa celular se localizan células indiferenciadas capaces de dividirse dando origen células que se diferenciaran a condroblastos y que producirán tejido cartilaginoso sobre la superficie del cartílago preexistente, quedando los condroblastos atrapados en la matriz que producen y pasando a ser condrocitos (Figuras 158 y 159).

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Figura 158

Figura 159

Crecimiento intersticial Ocurre porque los condrocitos son capaces de dividirse y la matriz cartilaginosa es distensible. Las células hijas ocupan inicialmente la misma laguna pero a medida que ellas secretan nueva matriz intercelular se van separando.

Figura 160

Figura 161

Figura 162 Estas células hijas pueden volver a dividirse formándose los llamados grupos isógenos, que se encuentran frecuentemente en cartílagos en crecimiento (Figuras 160, 161,162). b) Matriz intercelular del cartílago hialino El colágeno corresponde a alrededor del 40% de los componentes orgánicos de la matriz cartilaginosa. Está organizado principalmente como fibrillas de colágeno II que se disponen como un red laxa en toda la matriz del cartílago hialino.

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APUNTES DE HISTOLOGIA A lo largo de las fibrillas de colágeno II se asocian moléculas de colágeno IX (a1 (IX) a2 (IX) a3 (IX)), de modo que uno de los extremos de cada molécula se proyecta hacia la matriz extracelular circundante (Figura 163).

Figura 163 Figura 164 Los principales glicosaminoglicanos corresponden a ácido hialurónico y a proteoglicanos de condroitina y queratán-sulfato. En la matriz cartilaginosa el ácido hialurónico se asocia a entre 80 a 200 unidades de proteoglicanos, por medio de proteínas de enlace (Figura 164). Los enormes conglomerados de hialuronato están unidos a las fibrillas colágenas por enlaces electrostáticos y puentes cruzados glicoproteicos.

Figura 165

Figura 166

Más del 60% del peso neto del cartílago hialino corresponde a agua, gran parte de la cual interactúa con los glicosaminoglicanos, encontrándose parcialmente fijada, sin embargo existen zonas en que la interacción es lo suficientemente laxa como para permitir el flujo de solutos por la matriz cartilaginosa. La gran hidratación y la posibilidad de movimiento de agua son los dos factores que permiten al cartílago su capacidad para soportar la compresión y su recuperación ante la aplicación de cargas variables, como ocurre en los cartílagos articulares.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los proteoglicanos se concentran se en la cápsula o matriz territorial que rodea a cada laguna y de hecho los grupos isógenos están en conjunto rodeados de una zona rica en proteoglicanos, en la cual son escasas la fibrillas de colágeno II (matriz territorial), a diferencia de lo que ocurre en la matriz localizada entre las células cartilaginosas (matriz interterritorial) (Figuras 165 y 166).

Figura 167

Figura 168

Figura 169 La adhesión entre los condrocitos y la matriz que los rodea es estabilizada por la condronectina, glicoproteína que se asocia a receptores en la membrana plasmática de las células y a los componentes de la matriz territorial. El cartílago hialino forma el esqueleto provisional durante el desarrollo, las placa epifisiarias durante el crecimiento de los huesos (Figuras 167, 168, 169), reviste las superficies articulares en las articulaciones y forma parte de la pared en las grandes vías respiratorias. 2) CARTÍLAGO ELÁSTICO Su estructura es parecida a la del cartílago hialino, con una capa de pericondrio asociado y los condrocitos rodeados de la matriz intercelular, pero en su matriz existen además láminas o fibras elásticas (Figura 170) las cuales se concentran en la matriz interterritorial (Figura 171).

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Figura 170 Figura 171 Tiene una coloración amarillenta y es muy flexible y elástico. Estructuralmente contiene numerosas fibras elásticas y colágenas, siendo las primeras más abundantes. Se encuentra en el pabellón de la oreja, en las paredes del conducto auditivo externo, en la trompa de Eustaquio, en la epiglotis y en los pequeños cartílagos laríngeos.

3) CARTÍLAGO FIBROSO O FIBROCARTÍLAGO Contiene condrocitos, generalmente encapsulados en una matriz intercelular parecida a la del cartílago hialino, pero con manojos de fibrillas de colágeno I, orientados en diversas direcciones, ocupando la matriz intercelular (Figuras 172 y 173).

Figura 172

Figura 173

Se caracteriza por la abundancia de fibras colágenas dispuestas en haces como elemento predominante, con escasa sustancia fundamental rodeando a las células. Es la modalidad de mayor resistencia mecánica. Se encuentra en los discos intervertebrales, sínfisis del pubis, ligamento redondo del fémur, meniscos de la rodilla y en la inserción en el hueso de algunos tendones (tendón de Aquiles en el calcáneo).

B – HUESO Es una variedad del tejido conjuntivo, constituido por células y una matriz calcificada, que contiene fibras y una sustancia fundamental impregnada por sales cálcicas. Presenta una consistencia dura y constituye, junto con el tejido cartilaginoso, los tejidos esqueléticos. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Esta dureza permite la realización de sus funciones de sostén y protección en el esqueleto. Su especial disposición estructural confiere a este tejido un máximo de resistencia con un mínimo de peso. Hay que tener en consideración desde este momento que, a pesar de estas características de dureza y resistencia, el hueso es una estructura viva y dinámica en continua renovación y reconstrucción. 1) ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DEL TEJIDO OSEO El tejido óseo es una variedad de tejido conjuntivo que se caracteriza por su rigidez y su gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión Existen tres tipos de células óseas: osteoblastos (células que producen los materiales de la matriz orgánica ósea), osteocitos (células principales maduras del tejido óseo adulto) y osteoclastos (células responsables de la resorción ósea). Está formado por la matriz ósea, que es un material intercelular calcificado (Figura 174) y por células, que pueden corresponder a:

Figura 174

Figura 175

Figura 176

Figura 177

Figura 178 osteoblastos: encargados de sintetizar y secretar la parte orgánica de la matriz ósea durante su formación (Figura 175). Se ubican siempre en la superficie del ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA tejido óseo ya que este sólo puede crecer por aposición) .Acompañan la formación del tejido óseo y se encuentran sobre la superficie más avanzada del hueso en crecimiento, constituyendo una hilera seudoepitelial denominada borde osteoide. Tienen una forma cúbica o prismática baja con numerosas proyecciones citoplasmáticas y un núcleo redondeado próximo al polo más alejado de la superficie ósea con un prominente nucléolo. En el resto del citoplasma se encuentran muy desarrollados los orgánulos característicos de la síntesis proteica.

osteocitos, responsables de la mantención de la matriz ósea (Figura 176), que se ubican en cavidades o lagunas rodeadas por el material intercelular calcificado. La nutrición de los osteocitos depende de canalículos que penetran la matriz ósea y conectan a los osteocitos vecinos entre sí y con canales vasculares que penetran al hueso (Figura 177) o que se ubican en las membranas conjuntivas que revisten la superficies del hueso (periostio y endostio) (Figura 178). De hecho ningún osteocito se encuentra a más de una fracción de mm de un capilar sanguíneo. Son las células maduras principales del tejido óseo, procedentes de los osteoblastos, una vez que éstos han culminado su función de producir la matriz orgánica y ésta se ha mineralizado. Los osteocitos se encuentran en unas cavidades producidas en el seno de la matriz calcificada denominadas osteoplastos.

Figura 179. Esquema a gran aumento de un corte de hueso esponjoso.

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Figura 180. Osteocitos y sus prolongaciones ubicados en los osteoplasmas o cavidades de la matriz ósea. Las prolongaciones celulares ocupan los canalículos óseos o conductos calcó foros. Los osteocitos son fusiformes con finas prolongaciones citoplasmáticas y contienen un núcleo central ovalado con cromatina dispersa. Los restantes orgánulos citoplasmáticos presentan un menor grado de desarrollo que en los osteoplastos, como consecuencia de su menor actividad, siendo sus funciones el mantenimiento del tejido óseo y participar en la regulación de la concentración del calcio en sangre. osteoclastos, células responsables de la reabsorción del tejido óseo, que participan en los procesos de remodelación de los huesos y pueden encontrarse en depresiones superficiales de la matriz ósea llamadas lagunas de Howship (Figura 178) .Son células redondeadas muy voluminosas (gigantes) y multinucleadas (pueden llegar a contener hasta 20 núcleos) que se encuentran estrechamente relacionadas con las zonas de reabsorción del hueso, asentando a menudo en depresiones de la superficie ósea denominadas lagunas de Howship. El polo citoplasmático relacionado con la matriz ósea en vías de reabsorción contiene numerosas microvellosidades en su membrana. En el citoplasma se observa un gran aparato vacuolar, numerosos lisosomas y frecuentes mitocondrias, como corresponde a una célula con actividad fagocitaria .Las células del tejido óseo proceden de células mesenquimatosas indiferenciadas (células madre óseas), que se dividen y diferencian, ya sea en osteoblastos (que posteriormente evolucionan a osteocitos) o bien en osteoclastos. Una vez diferenciadas, estas células ya no se dividen, ni se pueden transformar de forma directa unas en otras, pero pueden desdiferenciarse y convertirse de nuevo en células madre óseas. 2) LA MATRIZ INTERCELULAR OSEA Está constituida por una matriz orgánica (sustancia fundamental y fibras) impregnada por sales minerales, principalmente cálcicas.

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APUNTES DE HISTOLOGIA La sustancia fundamental es muy escasa, conteniendo agua, sales minerales, glucosaminoglicanos sulfatados, glucoproteínas y proteínas diversas. Las fibras están representadas por fibras colágenas periódicas habituales y constituyen el 95 % del peso de la matriz orgánica desecada, disponiéndose en forma altamente organizada en haces paralelos. Los principales componentes minerales del tejido óseo son el carbonato y el fosfato cálcicos, que se encuentran en forma de fosfato cálcico amorfo y de cristales de hidroxiapatita. En total el tejido óseo de un adulto almacena unos 1.100 g de calcio (el 99 % del total de calcio del organismo) y unos 600 g de fósforo (el 85 % de la reserva orgánica total de fósforo). La matriz ósea contiene una compleja malla de cavidades y canalículos que comunican entre sí y contienen a los osteocitos y sus prolongaciones citoplasmáticas. Los osteoplastos son las cavidades que contienen los cuerpos de los osteocitos, y los canalículos, denominados conductos calcó- foros, parten de los osteoplastos, se comunican entre sí y contienen las prolongaciones citoplasmáticas de los osteocitos, que contactan entre sí. En estos puntos de contacto se establecen uniones entre las membranas de los osteocitos vecinos de tipo gap-junction, con lo que los osteocitos se encuentran en amplia comunicación entre ellos. La matriz intercelular ósea está formada por: Matriz orgánica u osteoide que corresponde al 50% del peso seco del hueso (Figura 179).

Figura 179 Tejido conjuntivo en el cuál destacan los núcleos de fibroblastos poco activos rodeados de fibras colágenas

Figura 180

Más del 90% de ella corresponde a fibrillas de colágeno I organizadas en laminillas de unos 5 µm de grosor (Figura 180).

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Figura 181 En cada laminilla ósea, las fibrillas colágenas están paralelas entre sí, pero las laminillas sucesivas alternan ordenadamente la orientación de sus fibrillas en ángulos rectos. Esta disposición alternada de las fibrillas colágenas en laminillas sucesivas destaca particularmente al observar cortes de hueso con microscopía de luz polarizada (Figura 181). El resto de los componentes orgánicos son principalmente glicoproteínas como la osteonectina, proteínas ricas en ácido g-carboxiglutámico como la osteocalcina, y proteoglicanos de condroitina y queratán-sulfato. Son moléculas ricas en grupos ácidos con gran tendencia a asociarse entre sí, capaces de unirse a calcio y que juegan un rol importante en el proceso de mineralización de la matriz ósea. Sales minerales inorgánicas depositadas en el osteoide, que confieren al tejido su rigidez y dureza y actúan como una reserva de sales minerales, sensible a estímulos endocrinos. Las más abundantes son fosfato de calcio amorfo y cristales de hidróxidos de calcio y de fosfato llamados hidroxiapatita (Ca10 (PO4)6(OH)2). Los cristales de hidroxiapatita son aplanados (30 nm por 3 nm) y se adosan a lo largo de las fibrillas colágenas, a intervalos de unos 67 nm. La superficie del cristal está hidratada y existe una vaina de agua e iones rodeándolo, lo que facilita el intercambio de iones entre el cristal y el líquido intersticial. 3) CÉLULAS DEL TEJIDO OSEO a) Células osteoprogenitoras Células osteoprogenitoras: son células alargadas con citoplasma poco prominente, que proceden de las células mesenquimáticas primitivas y forman una población de células troncales capaces de dividirse y dar origen a células que se diferencian a osteoblastos (Figuras 182 y 183).

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Figura 182

Figura 183

d) Osteoblastos Los osteoblastos son células diferenciadas que sintetizan el colágeno y la sustancia fundamental ósea. Cuando están en plena actividad (Figura 184) su forma es cuboidea con un citoplasma basófilo, que refleja su ergastoplasma muy desarrollado, tienen además un prominente aparato de Golgi. Son células polarizadas que vacían sus productos de secreción por la zona del citoplasma en contacto con la matriz ósea ya formada, (matriz intercelular preósea o osteoide) (Figura 185).

Figura 184

Figura 185.Tejido óseo, teñido de color rosado, rodeado por tejido conjuntivo. La flecha a indica los osteoblastos y la flecha b indica los osteocitos.

Los osteoblastos son células poliédricas con largas y delgadas prolongaciones citoplasmáticas que son rodeadas por el osteoide producido y que se asocian mediante uniones de la comunicación (nexos o gap junción) con prolongaciones similares de los osteoblastos vecinos (Figura 186). ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Figura 186

Los osteoblastos son células poliédricas con largas y delgadas prolongaciones citoplasmáticas que son rodeadas por el osteoide producido y que se asocian mediante uniones de la comunicación (nexos o gap junción) con prolongaciones similares de los osteoblastos vecinos (Figura 186). Los osteoblastos participan también en el proceso de mineralización de la matriz orgánica ya que producen vesículas de matriz, de unos 100nm de diámetro, rodeadas de membrana celular, las que acumulan Ca++ y PO4= y son ricas además en fosfatasa alcalina y pirofosfatasa, enzimas que capaces de generar iones PO4=, elevando su concentración en el medio extracelular y creando centros de nucleación para el depósito de las sales minerales. Los osteoblastos tienen dos destinos posibles: ser rodeados por la matriz ósea que producen y pasan a ser osteocitos o permanecer en la superficie del tejido óseo recién formado, aplanándose y constituyendo las células de revestimiento óseo. e) Osteocitos Son las células propias del tejido óseo formado. Su citoplasma presenta ergastoplasma, aparato de Golgi y puede presentar lisosomas. Son capaces de sintetizar y de reabsorber, en forma limitada, a componentes de la matriz ósea ("osteolísis osteocítica"), procesos que tienen importancia en la regulación de la calcemia. Cada osteocito, bañado por una delgada capa de líquido tisular, ocupa su laguna (Figura 187) y proyecta sus prolongaciones citoplasmáticas por los canalículos (Figura 188), dentro de los cuales, toma contacto con prolongaciones de osteocitos vecinos mediante uniones de comunicación (Figura 189), o con células de revestimiento óseo bañadas por el líquido tisular del tejido conjuntivo que rodea a los capilares sanguíneos (Figura 190).

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Figura 187

Figura 188

Figura 189

Figura 190

e) Células de revestimiento óseo Son células aplanadas que revisten las superficies óseas del interior de los huesos, y en su mayor parte corresponden a osteoblastos inactivos (Figura 191) que están asociados entre sí y con prolongaciones de los osteocitos (Figuras 192 y 193).

Figura 191

Figura 192

Figura 193

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f) Osteoclastos Son células móviles, gigantes y multinucleadas y se localizan adosadas a la superficie de tejido óseo que debe ser removido (Figura 194).

Figura 194

Figura 195

Se originan por fusión de monocitos que han abandonado la sangre circulante y pertenecen de hecho al sistema de fagocitos mononucleares. Contienen numerosos lisosomas y en la superficie del osteoclasto que está en contacto con la matriz a remover se distinguen dos zonas distintas (Figura 195): un anillo externo o zona clara que corresponde a una especialización de la superficie celular en que la membrana se asocia estrechamente al hueso que delimita el área que se va a reabsorber, y la región central o borde estriado que presenta profundos repliegues de la superficie celular bajo los cuales de concentran gran cantidad de lisosomas y mitocondrias, además de ergastoplasma y cisternas del Golgi. La membrana de los lisosomas primarios se fusiona con la membrana celular que reviste a los repliegues del borde festoneado, liberando las enzimas lisosomales hacia el exterior y produciendo una acidificación del microambiente que baña al tejido óseo a reabsorber. El borde festoneado contiene además gran cantidad de vesículas endocíticas y lisosomas secundarios, indicando que ocurre además un proceso de fagocitosis del material parcialmente solubilizado por el ambiente ácido y la acción lítica de las enzimas lisosomales. 4) DISTRIBUCIÓN TOPOGRÁFICA Y ESTRUCTURA DE LAS DIFERENTES VARIEDADES DE TEJIDO ÓSEO La distribución topográfica del tejido óseo esponjoso y compacto es muy precisa en los diferentes tipos de huesos que se encuentran en el esqueleto. En los huesos largos existe una zona media que es la de mayor longitud y menor diámetro que se denomina diáfisis, y dos extremos abultados que son las epífisis. Las zonas de unión entre la diáfisis y ambas epífisis son las metáfisis. La diáfisis es un

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APUNTES DE HISTOLOGIA cilindro hueco, centrado por una cavidad medular, y cuya pared está constituida por tejido óseo compacto (cortical). La cortical diafisaria presenta una disposición muy peculiar de las laminillas, que se sitúan concéntricamente alrededor de conductos vasculares longitudinales con su eje principal paralelo al del hueso. Estos conductos vasculares son los conductos de Havers. El conjunto de estas laminillas concéntricas, en número variable de 4 a 20, que rodean a un conducto de Havers y que tienen forma cilíndrica se denominan osteonas o sistemas haversianos. Los espacios que deja la agrupación de estas estructuras cilíndricas, que son las osteonas, entre sí están llenos de fragmentos angulosos que corresponden a osteonas antiguas parcialmente reabsorbidas, a las que se denomina brechas o sistemas intersticiales. Revistiendo las circunferencias externa e interna que existen en la corona cilíndrica que representa la cortical diafisaria, hay una serie de laminillas concéntricas de tejido óseo compacto (láminas fundamentales), que constituyen el sistema circular externo y el interno.

Figura 196. Corte esquemático de un hueso que muestra la diferente estructura macroscópica del tejido óseo compacto y esponjoso.

Figura 197. Estructura de una osteona. A) Corte transversal. B) Corte longitudinal. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Figura 198. Cortical diafisaria. La cortical diafisaria está surcada por una serie de conductos anastomosados que contienen los vasos sanguíneos y los nervios: 1. Los conductos de Havers, ya conocidos, longitudinalmente orientados. 2. Los conductos de Volkmann en disposición transversal y, por lo tanto, oblicuos o perpendiculares a los anteriores, ponen en relación la cantidad medular con el periostio. Las epífisis están constituidas por tejido óseo esponjoso, cubiertas periféricamente en su polo articular por una lámina de cartílago hialino. Las metáfisis están formadas asimismo por tejido óseo esponjoso, separadas en un polo de las epífisis por cartílago hialino (cartílago de conjunción o de crecimiento) durante la época de crecimiento óseo y en continuidad con ellas cuando éste ha cesado. Por el otro polo las epífisis se continúan con la cavidad medular. Los huesos cortos están constituidos por tejido óseo esponjoso. Los huesos planos tienen una capa intermedia de tejido óseo esponjoso denominada diploe, envuelta por dentro y por fuera por dos tablas (interna y externa) de tejido óseo compacto.

Figura 199. Hueso plano. Externamente, los huesos, sean de la variedad que sean, están cubiertos por una capa de tejido conjuntivo con capacidad osteogénica, denominada periostio. No existe periostio alrededor de los cartílagos articulares, ni en los lugares de inserción de tendones y ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA ligamentos. Algunas proyecciones de haces de fibras colágenas penetran en el sistema circular externo y las brechas del tejido compacto, constituyendo las fibras de Sharpey, que aseguran la unión entre el periostio y el hueso. La superficie interna de los huesos se encuentra tapizada por una fina capa de tejido conjuntivo, denominado endostio, que reviste todas las cavidades vasculares de los huesos y cuyas células tienen una capacidad osteogénica y hematopoyética 5) ORGANIZACIÓN HISTOLÓGICA DE LOS HUESOS En un hueso ya formado la disposición de los componentes del tejido óseo en cada zona de él está en estricta relación con las fuerzas de tracción y compresión a que esa zona está sometida habitualmente. Sin embargo el tejido óseo que se forma primero en el feto y luego en los huesos en desarrollo no se dispone de acuerdo a estos requerimientos mecánicos, sino que constituye un tejido óseo de base llamado hueso primario o reticular ("entrelazado") que posteriormente será reemplazado por el hueso secundario o laminillar

Figura 200

Figura 201

La principal diferencia entre el hueso reticular y el laminillar radica en la disposición de las fibrillas de colágeno I, las cuales en el hueso primario se disponen en forma de manojos dispuestos en forma irregular. De acuerdo al aspecto macroscópico que presentan se distinguen dos tipos de huesos: hueso cortical formado por tejido óseo compacto (Figura 200) y hueso esponjoso (Figura 201) en el cual el tejido óseo se dispone en trabéculas que delimitan cavidades, en las que se ubica normalmente la médula ósea.

Figura 202. Cartílago articular Figura 203

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APUNTES DE HISTOLOGIA En las superficies articulares la capa cortical de hueso compacto está cubierta por una capa de cartílago hialino: el cartílago articular (Figura 202), mientras que el resto de la superficies del hueso están cubiertas por membranas de tejido conjuntivo que forman el periostio (Figura 203) y el endostio, en los que existen abundantes vasos sanguíneos que se adosan ya sea a las trabéculas del hueso esponjoso o que penetran en el hueso cortical compacto a través de los conductos de Volkmann y de Havers (Figura 204).

Figura 204 a) Estructura del hueso esponjoso o trabecular Están formados por delgadas trabéculas (Figura 205), que, en los huesos ya formados, corresponden a tejido óseo laminillar (Figuras 206 y 207) rodeadas por células de revestimiento óseo. Los osteocitos de las trabéculas óseas se mantienen desde los capilares sanguíneos vecinos ubicados en la médula ósea.

Figura 205

Figura 206

Figura 207

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APUNTES DE HISTOLOGIA La orientación de cada trabécula y la disposición de sus laminilllas óseas mineralizadas están determinadas por las tensiones mecánicas locales con el objeto de resistir las compresiones y las tensiones a que es sometida. Si cambia la dirección de los requerimientos mecánicos a que es sometida una trabécula (aumento de peso del individuo, crecimiento u otro) ella debe cambiar su orientación. b) Remodelación de trabéculas en el hueso esponjoso: El cambio en la forma de una trabécula se realiza mediante dos procesos coordinados que ocurren en zonas precisas de la trabécula a remodelar: crecimiento por aposición de la trabécula por acción de los osteoblastos los que depositan laminillas sucesivas de tejido óseo en la zona en que existe una requerimiento mecánico, y remoción del tejido óseo de la trabécula por acción de los osteoclastos en los sitios en que no está sometido a tracción ni compresión (Figuras 208 y 209)

Figura 208

Figura 209

c) Organización del hueso compacto En la diáfisis de los huesos largos (Figuras 210, 211 y 212) el tejido óseo laminillar se organiza en tres formas distintas, formando los: sistemas de Havers, sistemas laminillares intersticiales, y sistemas circunferenciales externo (subperióstico) e interno (subendóstico) (Figura 213).

Figura 210

Figura 211

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Figura 212

Figura 213

Cada sistema de Havers ("osteón") consiste en un largo cilindro hueco cuyas paredes están formadas por un número variable de laminillas óseas concéntricas (Figura 214), dispuestas de tal modo que las fibrillas colágenas paralelas de cada laminilla están orientadas en forma perpendicular a la de las laminillas vecinas, (Figura 215), entre las laminillas disponen las lagunas, que contienen los osteocitos, con los canalículos dirigidos de preferencia en forma radial hacia la cavidad central que corresponde al conducto de Havers el cual se comunica con los conductos de Volkman y contiene vasos sanguíneos y nervios, rodeados de escaso tejido conjuntivo laxo (Figuras 216 y 217).

Figura 214

Figura 215

Figura 216

Figura 217

La forma en que se orientan los sistemas de Havers en cada zona del hueso compacto guarda estricta relación con los requerimientos mecánicos a que el hueso está sometido. Si cambian los requerimientos mecánicos se produce su reabsorción parcial o total y la formación de nuevos sistemas de Havers, proceso conocido como remodelación interna del hueso compacto o haversiano.

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Figura 218

Figura 219

Los sistemas de laminillas intersticiales son grupos de laminillas paralelas de forma irregular que ocupan los espacios entre sistemas de Havers y sistemas circunferenciales (Figura 218). Ellos corresponden a restos de sistemas de Havers que han sido parcialmente removidos durante los procesos de crecimiento y de remodelación ósea (Figura 219).

Figura 220 Los sistemas de laminillas circunferenciales interno y externo se observan en los huesos que han terminado su proceso de crecimiento y consisten en laminillas óseas paralelas entre sí que forman bandas de grosor variable bajo el periostio y el endostio, recibiendo sus osteocitos su nutrición desde vasos sanguíneos del tejido conjuntivo (Figura 220). Remodelación interna del hueso compacto

Figura 221

Figura 222

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Figura 223

Figura 224

En la unidad de remodelación ósea del hueso compacto existen un cono perforante que avanza y un cono de cierre que le sigue. El cono perforante o conducto de reabsorción contiene osteoclastos activos adyacentes a los cuales avanzan removiendo el tejido óseo que no está respondiendo a tracción ni compresión y van formando un conducto de unos 200 mma de diámetro, expensas de partes de sistemas de Havers existentes y porciones de sistemas de laminillas intersticiales el cual va siendo ocupado por un asa capilar con pericitos y rodeada de células preosteoblásticasos. El diámetro de este conducto establece el diámetro del nuevo sistema de Havers que se va a formar en él. Las células preosteoblásticas se diferencian a osteoblastos y comienzan a sintetizar la matriz orgánica del hueso (osteoide) y a depositarla sobre las paredes del conducto en laminillas sucesivas. Posteriormente la matriz ósea de cada laminilla se mineraliza. A medida que avanza el depósito de laminillas hacia el centro del conducto los osteoblastos van quedando atrapados en la matriz ósea, transformándose en osteocitos y el diámetro del conducto se va estrechando hasta alcanzar el diámetro del conducto de Havers maduro, el cuál contiene capilares, células de revestimiento óseo y escaso conjuntivo laxo (Figuras 221, 222, 223 , 224). 5) CRECIMIENTO DE LOS HUESOS a) Crecimiento en grosor Ocurre a partir de las células presentes en la capa interna o celular del periostio en la cual existen, adosadas a la capa externa o fibrosa, células osteoprogenitoras las cuales al dividirse originan células que se diferencian a osteoblastos. Los osteoblastos se disponen en la superficie externa del hueso y sintetizan matriz ósea orgánica, la cual posteriormente se mineraliza. Los osteoblastos atrapados pasan a formar los osteocitos del nuevo tejido óseo (Figuras 225 y 226). Mientras ocurre el crecimiento en grosor no se observa el sistema laminillar subperióstico (Figura 227) el cual está bien desarrollado en el hueso adulto (Figura 228)

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Figura 225

Figura 226

Figura 227

Figura 228

b) Crecimiento en longitud Ocurre a expensas del cartílago de la placa epifisaria (Figura 229) el cual por prolifera aumentando su longitud por crecimiento intersticial y luego se modifica y es reemplazada por hueso de acuerdo a los pasos del proceso de osificación endocondral (Figura 230).

Figura 229

Figura 230

En la (Figura 231) se muestran los cambios que experimenta el tejido cartilaginoso durante este proceso. El cartílago hialino normal que se observa en la zona de reposo experimenta luego (bajo en control de la hormona somatótropa) un proceso de multiplicación celular, formando columnas paralelas de células aplanadas en el sentido longitudinal del hueso, tal como se observa en la zona de cartílago seriado.

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Figura 231 Posteriormente los condrocitos aumentan notablemente su tamaño, acumulando glicógeno y grasa y produciendo colágeno X y fosfatasa alcalina. La matriz cartilaginosa queda reducida a tabiques delgados, tal como se observa en la zona de cartílago hipertrófico (Figura 232) y posteriormente ocurre la calcificación de la matriz cartilaginosa (Figura 233), debida a la alteración en su composición por la presencia del colágeno X y de fosfatasa alcalina.

Figura 232

Figura 233

Luego ocurre la muerte de los condrocitos hipertrofiados, aislados en la matriz calcificada. La matriz calcificada es penetrada por vasos sanguíneos que provienen desde el canal medular y que se acompañan de osteoblastos los cuales se adosan a la superficie de la matriz cartilaginosa calcificada y sintetizan y secretan la matriz ósea orgánica (osteoide). Los osteoclastos que también acompañan a los vasos sanguíneos remueven parte de los tabiques de matriz cartilaginosa calcificada formando grandes cavidades delimitadas por espículas de matriz cartilaginosa que permanecen unidas al cartílago epifisario y que están recubiertas por tejido óseo primario (Figura 234) el cual se hace cada vez más grueso al continuar siendo depositado por los osteoblastos (Figura 235).

Figura 234

Figura 235

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En la Figura 236 se ilustra como este proceso permite alargar la diáfisis del hueso por desplazamiento de la epífisis. Las espículas óseas con base cartilaginosa pueden fusionarse con el hueso cortical y posteriormente experimentar remodelación ósea interna, formándose sistemas de Havers.

Figura 236 c) Aumento en diámetro de la diáfisis Este proceso va acompañado generalmente de un aumento también en el diámetro de la cavidad medular razón por la cual ocurre de hecho un desplazamiento lateral del hueso cortical con un aumento proporcionalmente reducido del grosor de la pared ósea misma. Esto implica la acción coordinada de tres procesos: crecimiento en grosor del hueso a expensan de la capa osteogénica del periostio (Figura 237).

Figura 237

Figura 238

Figura 239

Figura 240

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Figura 141 absorción desde el endostio, por acción de osteoclastos (Figura 238). remodelación interna del hueso cortical para establecer una distribución de sistemas de Havers adecuada al requerimiento mecánico del hueso en cada etapa de su vida (Figuras 239, 240,241). 6) HISTOGÉNESIS DEL HUESO El tejido óseo se desarrolla siempre por sustitución de un tejido conjuntivo preexistente. a) Osificación intramembranosa Es la forma en la cual el feto forma básicamente los huesos planos. Tiene lugar en condensaciones de tejido mesenquimático muy vascularizado en las cuáles ciertas células mesenquimáticas se dividen formándose el blastema óseo. A partir de estas células se forman los osteoblastos que sintetizan y secretan al osteoide el cuál posteriormente se mineraliza y que va englobando a los osteoblastos los que se transforman en osteocitos (Figuras 242 y 243). Las trabéculas de hueso primario así formada son posteriormente remodeladas de acuerdo al hueso que pertenezcan.

Figura 242

Figura 243

Por este mecanismo se desarrollan los huesos planos del cráneo y parte de la mandíbula, y se los conoce por esto como huesos membranosos. En los focos de formación del hueso las células del mesénquima proliferan activamente y se intensifica la vascularización, transformándose algunas en células osteoprogenitoras. Cuando se inicia la formación de la pieza ósea, estas células se diferencian en osteoblastos, que secretan a su alrededor matriz orgánica ósea. La sucesiva producción de esta matriz termina por atrapar por completo a los osteoblastos y sus prolongaciones, transformándose en osteocitos. En este estadio la matriz es blanda y se denomina osteoide, que se mineraliza tras un breve período de tiempo, formándose el tejido óseo. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Posteriormente sobre el hueso recién formado se sitúan nuevas hileras de osteoblastos, reproduciéndose el proceso. Inicialmente se producen en distintos puntos trabéculas de tejido óseo esponjoso, que incrementan en forma progresiva su grosor por el depósito de nuevo tejido óseo sobre su superficie. En las zonas donde se desarrolla hueso compacto, como las tablas interna y externa de los huesos planos, las trabéculas prosiguen su engrosamiento gradual, terminando por obliterar los espacios existentes entre ellas. En la capa intermedia, en la que persiste el tejido esponjoso, se mantienen los espacios entre los tabiques óseos, y el tejido conjuntivo existente entre ellos adquiere actividad hematopoyética. Osificación indirecta o endocondral. A partir del tejido cartilaginoso se originan los huesos de la columna vertebral, la pelvis, ambas extremidades, la cara y la base del cráneo, y en este fenómeno coinciden dos procesos: el depósito de la matriz ósea y la destrucción del modelo cartilaginoso sobre el que se asientan. Los acontecimientos se producen de forma completa en un hueso largo, a partir de una placa o modelo cartilaginoso, originado a partir del esbozo mesenquimatoso en la época embrionaria. El primer punto de osificación aparece en el centro de la placa, zona que corresponde a la posterior diáfisis, razón por la que se lo denomina centrodiafisario, donde los condrocitos se hipertrofian por acumulación de glucógeno y el citoplasma se vacuoliza, constituyendo una serie de lagunas. Estas lagunas aumentan su volumen a expensas de la matriz cartilaginosa circundante, que se reduce a finos tabiques. Posteriormente se depositan sales cálcicas sobre las delgadas paredes de cartílago existente, y los condrocitos aislados por esta causa degeneran y mueren, por lo que esta zona se transforma en unas grandes cavidades separadas por finos tabiques de matriz cartilaginosa mineralizada (cartílago de grandes condroplasmas). Mientras en el cartílago ocurren estos acontecimientos, el pericondrio de esta zona sufre una osificación directa o endoconjuntiva, produciéndose un manguito óseo periférico (osificación pericondral). Del conjuntivo circundante, ya periostio, llegan vasos que invaden el cartílago de grandes condroplasmas, y en la vaina conjuntiva que acompañan a estos vasos se encuentran células mesenquimatosas indiferenciadas que tienen capacidad osteogénica y hematopoyética. Las células que contactan con los tabiques de matriz cartilaginosa mineralizada manifiestan su capacidad osteogénica y se transforman en osteoblastos, que elaborarán una capa de tejido óseo, mientras que las que quedan libres en los espacios de las cavidades desarrollarán una actividad hematopoyética. Sobre las trabéculas se origina por lo tanto matriz ósea por la actividad de los osteoblastos, que después se mineraliza. Estas trabéculas originales pronto son reabsorbidas por la actividad de los osteoclastos que aparecen en la capa ósea, desarrollándose la cavidad medular. El apoyo para el hueso lo proporciona el manguito óseo periférico, que crece progresivamente en grosor por aposición del hueso producido de forma directa a partir del periostio. Este proceso se continúa en forma de oleadas de actividad, que se dirigen hacia los extremos de los huesos, y que no cesan hasta que se detiene el proceso del crecimiento.

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Figura 144.Osificación endocondral. A) Zona de reabsorción). Zona de osificación. C) Zona de calcificación o de los grandes condroplasmas. D) Zona de hipertrofia o maduración. E) Zona de proliferación. F) Cartílago de reserva. De esta forma, en el cartílago se diferencian diversas bandas de actividad, que desde la zona más próxima al punto centrodiafisario son las siguientes: 1. Zona de reabsorción, por donde continúa extendiéndose la cavidad medular. 2. Zona de osificación. 3. Zona de calcificación y muerte celular, originándose los espacios de los grandes condroplasmas. 4. Zona de maduración e hipertrofia, por la cual se aumenta la longitud del cartílago. 5. Zona de proliferación activa de los condrocitos, por sucesivas mitosis que originan grupos isogénicos y que representa el hecho fundamental del crecimiento óseo, que se detiene cuando cesa esta actividad. 6. Zona de cartílago de reserva. Mucho tiempo después, alrededor de la época del nacimiento, comienzan los puntos de osificación centroepifisarios en ambos extremos de los huesos largos. El proceso implica los mismos pasos que en la diáfisis por un mecanismo de osificación endocondral que progresa de forma centrífuga en todas las direcciones, originando hueso esponjoso. Progresivamente el cartílago es sustituido por hueso, hasta que es reemplazado por completo, excepto en las bandas distales de los extremos libres que se convierten en los cartílagos articulares. Asimismo, el cartílago persiste en el otro extremo, en la de unión con la diáfisis, constituyéndose el disco metafisario que corresponde al cartílago de crecimiento o de conjunción por el que el hueso aumenta en longitud. En todo este proceso de formación de los huesos, hay que tener en cuenta que inicialmente en la osificación primaria se produce hueso ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA desorganizado de tipo no laminar, que luego en el proceso de osificación secundaria es sustituido por hueso organizado de tipo laminar.

Figura 245. Formación de un hueso largo. A) Placa cartilaginosa inicial. B) Aparición de un manguito perióstico y un punto de osificación centrodiafisario. C) Aparición de puntos de osificación epifisarios. No existen anastomosis entre los vasos epifisarios y diafisarios, porque entre ambos se interpone el cartílago de crecimiento. D) Hueso adulto. b) Osificación endocondral Es la forma en la cual el feto forma los huesos largos y cortos. El proceso se produce en la siguiente forma (Figuras 246 y 247):

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Figura 246

Figura 247

Figura 248 se desarrolla un modelo cartilaginoso que adopta una forma parecida a la del hueso que va a dar origen y que está rodeado de su pericondrio en la zona media de la diáfisis se desarrollan en el pericondrio células osteoprogenitoras y de ellas se originan osteoblastos los que producen un collar óseo subperióstico mediante un proceso de osificación directa o membranosa. simultáneamente ocurren en el cartílago subyacente, modificaciones similares a los descritos previamente en el cartílago epifisario, formándose un centro de osificación endocondral primario (diafisario). Las espículas óseas formadas sobre restos de la matriz cartilaginosa calcificada se unen al mango de hueso cortical que sigue engrosándose a partir de la capa osteógena del periostio. Posteriormente se forman centros de osificación secundaria a nivel del cartílago de las epífisis (Figura 248) a partir del cual se formará el hueso esponjoso y cesará primero la osificación endocondral del cartílago hacia las epífisis. El cartílago que permanece constituye la placa cartilaginosa epifisaria o cartílago de crecimiento de los huesos ya formados. 7) CRECIMIENTO DE LOS HUESOS Y REABSORCIÓN MODELADORA El crecimiento de los huesos es un largo proceso que dura por término medio unos 20 años y que depende de factores genéticos, hormonales y extrínsecos. Los huesos de modelo endoconjuntivo crecen por aposición, a partir de la capa interna del periostio circundante cuyas células tienen capacidad osteogénica. Los huesos de modelo endocondral, que incluye todos los huesos largos, crecen en grosor por aposición periférica de nuevas capas de forma directa sobre el periostio. Por el contrario, en longitud crecen por la proliferación de los cartílagos de conjunción, mediante las mitosis que sufren los condrocitos, originándose los grupos isogénicos axiales (cartílago seriado), mientras que el cartílago más próximo al punto ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA centrodiafisario va siendo sustituido por hueso. Este crecimiento cesa en el momento en que todo el cartílago de conjunción se osifica completamente. Al mismo tiempo que los huesos crecen y aumentan su volumen, lógicamente tienen que ser modelados en sus porciones internas con la destrucción del hueso más antiguo, incrementando el volumen de la cavidad medular y adaptando su forma a la de otras estructuras que protegen y que también, obviamente, crecen. Esta actividad de reabsorción del hueso ya formado la llevan a cabo sobre todo los osteoclastos, si bien los osteocitos maduros también pueden ayudar en la osteólisis. Además, sabemos que el hueso primario de tipo no laminar tiene que ser sustituido por hueso organizado de tipo laminar, actividad que requiere la participación de los osteoclastos en la reabsorción del hueso inicial. Pero el proceso de renovación y reabsorción del hueso es un hecho continuo que dura toda la vida, encontrándose osteonas de sucesivas generaciones y correspondiendo las brechas o sistemas intersticiales a osteonas parcialmente reabsorbidas. En el hombre existen dos períodos de crecimiento rápido: uno en la infancia, continuación del período de crecimiento fetal, y otro al final de la pubertad, justamente antes de que cese el crecimiento y debido sobre todo al efecto de las hormonas sexuales. Entre los factores extrínsecos del crecimiento el más importante es la dieta, que debe ser adecuada e incluir suficientes proteínas, así como vitaminas (A, D, E, C y complejo B) y minerales esenciales (calcio, fósforo, hierro, yodo, magnesio y cinc). Además, deben proporcionarse las calorías adecuadas para evitar que las proteínas se consuman en producción energética. Asimismo, hay que evitar las lesiones y las enfermedades en la época del crecimiento, ya que estos procesos incrementan el metabolismo proteico y dificultan el crecimiento. El mecanismo por el que se produce el crecimiento acelerado tras una enfermedad en la infancia es desconocido. La influencia de los factores genéticos es un hecho contrastado. Por todos es conocida la existencia de razas o familias con tendencia a alcanzar una talla de un determinado tipo. Las hormonas que influyen en el crecimiento son la del crecimiento, las hormonas tiroideas, los andrógenos, los glucocorticoides y la insulina. La hormona del crecimiento (STH) estimula el crecimiento de los cartílagos, a través de la liberación en el plasma de una serie de factores denominados somatomedinas, originadas principalmente en el hígado. El crecimiento intrauterino es independiente de esta hormona. Las hormonas tiroideas (T3 y T4) tienen una acción permisiva sobre la actividad de la STH y son necesarias para alcanzar una tasa completamente normal de dicha hormona. Cumplen un papel importante en la osificación del cartílago, la proporcionalidad del cuerpo, la modelación de la cara y el crecimiento dentario. La insulina tiene un efecto anabólico proteico, ya que evita el consumo de proteínas como material energético al aportar adecuadamente glucosa intracelular para este fin. Además, favorece la incorporación de aminoácidos a las proteínas. La falta de insulina por lo tanto dificulta el crecimiento.

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APUNTES DE HISTOLOGIA El brote del crecimiento de la pubertad se debe a la acción anabólica de los andrógenos, secretados por el testículo en el hombre y por el ovario y, sobre todo, la corteza suprarrenal en la mujer. Este efecto de los andrógenos es paradójico, pues aunque al principio estimulan intensamente el crecimiento, terminan por detenerlo al hacer que se osifique totalmente el cartílago de conjunción y se unan las epífisis con la diáfisis. De ahí que la precocidad del desarrollo sexual suela acompañarse de tallas bajas. Los estrógenos tienen efectos semejantes, aunque posiblemente por la estimulación de secreción de andrógenos por la suprarrenal. Los glucocorticoides inhiben intensamente el crecimiento por su acción sobre el catabolismo proteico, que dificultan la formación de hueso, así como por su acción antivitamínica D y por la disminución de la secreción de la STH. Por ello, el tratamiento farmacológico de los niños con estos productos interfiere en el crecimiento durante su administración. 8) ASPECTOS FUNCIONALES DEL TEJIDO ÓSEO Los huesos tienen tres grandes grupos de funciones: mecánica, hematopoyética y metabólica. La función mecánica se debe a su dureza, representando el principal tejido de soporte del cuerpo, capaz de resistir grandes pesos. Además, protege a los órganos vitales contenidos en las cavidades craneorraquídea y torácica. Por último, constituyen las articulaciones y son las piezas básicas del movimiento, al localizarse en ellos las inserciones de músculos y tendones. La función hematopoyética está representada por la médula ósea, que se encuentra en la cavidad medular de los huesos largos y en los espacios existentes entre las trabéculas del tejido esponjoso. La función metabólica se debe a su papel como principal lugar de almacenamiento de calcio y fósforo, que puede liberar hacia la sangre en respuesta a las necesidades de los restantes tejidos. La liberación de calcio desde los huesos a la sangre se produce por: a) difusión simple entre los niveles de la fracción lábil de las sales minerales del hueso y la sangre. b) la reabsorción de la matriz ósea mineralizada realizada por los osteoclastos (osteoclasia). c) la pequeña reabsorción que se produce alrededor de los osteocitos (osteólisis osteocítica). La regulación de estos procesos se lleva a cabo exclusivamente por la actividad de dos hormonas: la parathormona secretada por las paratiroides y la calcitonina secretada por las células C del tiroides. Esta actividad está totalmente al margen del control hipofisario y sólo responde a los niveles de calcio en sangre. La hipocalcemia activa la secreción de parathormona que estimula la osteoclasia y la osteólisis osteocítica. La hipercalcemia activa la secreción de calcitonina que tiene un efecto opuesto.

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V - TEJIDO MUSCULAR El tejido muscular presenta un gran nivel de diferenciación, especializado principalmente en la contractilidad y, en menor medida, en la conductividad. Muchas funciones orgánicas dependen de la contracción muscular. Así, los movimientos voluntarios habituales o el mantenimiento de la postura son consecuencia de la actividad de los músculos esqueléticos. Pero también los latidos cardíacos, los movimientos respiratorios, la vasoconstricción, los movimientos del tubo digestivo, el vaciamiento de la vejiga urinaria, la defecación y la mecánica del parto son actividades ligadas a la contracción muscular. Sin embargo, resulta obvio que algunas de estas actividades, como lanzar una piedra o dirigir los ojos hacia un objetivo, son actividades controladas por la voluntad y realizadas por músculos esqueléticos. Es evidente que nuestra voluntad no es capaz de dirigir los movimientos gástricos, ni de imponer un ritmo cardíaco. Son actividades de contracción involuntaria, realizadas por músculos viscerales. La unidad estructural y funcional de todas estas actividades es la célula muscular, que presenta diferentes modalidades. Conviene también señalar que la capacidad de contractilidad no es exclusiva de las células musculares, pues existen numerosas células que son capaces de desplazarse debido a la presencia de proteínas fibrilares en su citoplasma que son contráctiles. Asimismo, funciones como la división celular o la fagocitosis están relacionadas con esta capacidad. Este tejido, de origen mesenquimático, está constituido por (Figuras 249 y 250):

Figura 249

Figura 250

Figura 251

Figura 252

células musculares (fibras musculares), capaces de generar movimientos al contraerse bajo estímulos adecuados y luego relajarse y tejido conjuntivo estrechamente asociado a las células musculares. Este actúa como sistema de amarre y acopla la tracción de las células musculares para que ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA puedan actuar en conjunto. Además, conduce los vasos sanguíneos y la inervación propia de las fibras musculares (Figuras 251 y 252)

A - TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR En los vertebrados, se distinguen 3 tipos de músculo (Figura 253): esquelético, estriado o voluntario (Figura 254) cardíaco, estriado involuntario (Figura 255) liso, involuntario (Figura 256)

Figura 253

Figura 254

Figura 255

Figura 256

Cada tipo de músculo tiene células de estructura distinta, adaptadas a su función específica, pero en todos ellos la maquinaria intracelular contráctil está formada por filamentos que se orientan paralelos a la dirección del movimiento. Todas las variedades de células musculares aprovechan la energía química almacenada en el ATP y la transforman en energía mecánica.

B - TEJIDO MUSCULAR ESQUELÉTICO Es el tejido más abundante en los vertebrados y constituye las estructuras conocidas como músculos, responsables de los movimientos voluntarios, desde los más finos y precisos, como la articulación de las palabras o la escritura, hasta los más groseros y poderosos como el mantenimiento postural o la bipedestación.

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APUNTES DE HISTOLOGIA La unidad estructural y funcional de los músculos es la célula muscular estriada esquelética o rabdomiocito, que se agrupa en haces de disposición paralela, constituyendo fascículos, que se aprecian en la observación macroscópica de un músculo. La asociación de un número variable de fascículos constituye el músculo. La longitud y el número de fascículos que integran un músculo están en relación con su función, siendo más cortos y delgados en los músculos que realizan movimientos finos y precisos, y más gruesos y largos para los que requieren una gran potencia. El músculo está asociado al tejido conjuntivo, que reúne y ensambla las células y los fascículos. Así envolviendo periféricamente la totalidad del músculo se halla una túnica conjuntiva denominada epimisio, de la que parten tabiques que se introducen en el músculo y rodean cada fascículo. El tejido conjuntivo que rodea cada fascículo se denomina perimisio, y de éste surgen nuevas expansiones que rodean individualmente cada célula, constituyendo el endomisio. Este tejido conjuntivo mantiene .y ensambla la estructura muscular y sirve, además, de guía para vasos sanguíneos y nervios, contribuyendo por último a la integración de su contracción.

Figura 257. Estructura del músculo estriado esquelético. Las inserciones esqueléticas de los músculos se realizan por medio de aponeurosis y, sobre todo, de tendones.

Este tejido está formado por manojos de células cilíndricas (10-100 m), muy largas (de hasta 30 cm), multinucleadas y estriadas transversalmente, llamadas también fibras musculares esqueléticas (Figuras 258 y 259). Los núcleos de las fibras se ubican vecinos a la membrana plasmática (sarcolema), que aparece delimitada por una lámina basal (lámina externa). El tejido conjuntivo que rodea a las fibras musculares contiene numerosos vasos sanguíneos (Figura 260) y nervios y se dispone de manera de transferir, en la forma más efectiva posible, la contracción de las fibras musculares a los sitios de inserción del músculo.

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Figura 258

Figura 259

Figura 260

Figura 261

Cada fibra muscular recibe una terminación del axón de una neurona motora, formándose en la zona de unión una estructura denominada placa motora (Figura 261).

Figura 262

Figura 263

El músculo esquelético se une a los huesos a través de los tendones (Figura 262), estructuras continuas con la envoltura conjuntiva llamada epimisio, que rodea externamente al músculo completo. El tejido conjuntivo penetra al interior del músculo formando el perimisio (Figura 263), que corresponde a delgados septos de tejido conjuntivo que envuelven a manojos o fascículos de fibras musculares. A partir del perimisio, se origina el endomisio formado por delgadas vainas de fibras reticulares que rodean cada una de las fibras musculares. Los vasos sanguíneos penetran al músculo a través de estos septos conjuntivos. La inervación del tejido muscular esquelético se relaciona directamente con la regulación de la contracción de cada fibra muscular y en consecuencia con el estado de tensión del músculo completo. 1) FIBRAS NERVIOSAS EFECTORAS

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APUNTES DE HISTOLOGIA fibras alfa: inervan las fibras musculares a través de la placa motora. Dan origen a la unidad motora fibras g: inervan las fibras intrafusales 2) RECEPTORES SENSORIALES El tejido muscular esquelético contiene terminaciones nerviosas espirales, sensibles a la distensión y a la tensión. Estas se asocian a un tipo especial de fibras musculares, las fibras intrafusales, para formar un órgano sensitivo: el huso neuromuscular. 3) BASES MOLECULARES DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR La secuencia de eventos que conduce a la contracción del sarcómero se presenta en la Figura 264.

Figura 264

Al inicio del ciclo, la cabeza de la miosina, que carece de un nucleótido unido, se encuentra estrechamente unida al filamento de actina (estado I). La unión de ATP a la cabeza de la miosina, reduce la afinidad de la cabeza de la miosina por la actina (estado II). La hidrólisis parcial del ATP (durante la cual ADP y Pi permanecen unidos a la miosina), activa la cabeza de la miosina, la que experimenta un cambio conformacional y se desplaza respecto del filamento fino (estado III). La miosina activada contacta a una molécula de actina y se une a ella produciéndose la liberación de Pi (estado IV). Una vez unida a actina, la cabeza de la miosina experimenta un nuevo cambio conformacional que se traduce en un desplazamiento del filamento fino y en la liberación de ADP (estado V). De esta manera, cada cabeza de miosina se desplaza hacia el extremo (+) del filamento fino adyacente. Mientras la concentración de Ca++ sea alta y exista ATP disponible, los ciclos de formación de puentes actina-miosina continúan y el sarcómero continúa contrayéndose. En ausencia de ATP, el complejo actina-miosina se estabiliza, fenómeno que explica el "rigor mortis" 4) ESTRUCTURA DE LAS MIOFIBRILLAS

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APUNTES DE HISTOLOGIA La unidad estructural y funcional de las células musculares estriadas es el sarcómero (Figura 265), elemento que se repite a lo largo de las miofibrillas. El análisis de la estructura y composición molecular del sarcómero (Figura 266), permite entender el mecanismo de contracción de las fibras musculares estriadas, basado en el deslizamiento de los miofilamentos gruesos sobre los miofilamentos finos. Los filamentos gruesos (de 15 nm de ancho y 1.6 m de largo) están formados principalmente por miosina y se localizan a lo largo de la banda A (Figura 267 y 268). Los filamentos finos (de 8 nm de ancho y 1.0 m de largo) corresponden a microfilamentos de F-actina. Estos anclan en la línea Z, luego cursan a lo largo de la banda I y penetran la banda A, donde corren paralelos a los filamentos gruesos, terminando a nivel de la banda H que contiene sólo filamentos gruesos. En la banda A se observan puentes que se extienden desde los filamentos gruesos hacia los filamentos finos y que corresponden a las cabezas de las moléculas de miosina. A nivel de la línea M cada filamento grueso se asocia a 6 filamentos gruesos adyacentes, a través de puentes proteicos dispuestos radialmente.

Figura 265

Figura 266

Figura 267

Figura 268

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Figura 269

Durante el proceso de contracción, los filamentos finos de los sarcómeros adyacentes son empujados hacia el centro de la banda A, lo que produce el acortamiento del sarcómero (Figura 269). Como consecuencia de este proceso, se oblitera la banda H y disminuye la longitud de la banda I, sin que se modifique la longitud de la banda A. El grado de traslapamiento entre filamentos gruesos y finos explica este fenómeno. 5) ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS MIOFILAMENTOS Y SUS INTERACCIONES Los filamentos finos están formados por actina, tropomiosina y troponinas, proteínas que se relacionan directamente con el proceso de acortamiento del sarcómero (Figura 270). Los microfilamentos de actina están constituidos por 2 hebras proteicas, que se enrollan para formar una estructura helicoidal doble (Figuras 271 y 272). Cada hebra corresponde a un polímero de moléculas asimétricas de G actina, lo que otorga a los microfilamentos de actina una polaridad definida. La tropomiosina es una molécula con forma de bastón, de alrededor de 40 nm de longitud, que corresponde a un dímero de 2 cadenas-hélice idénticas, que se enrollan una respecto de la otra para formar filamentos que corren a lo largo de ambos bordes del microfilamento de F-actina (Figura 173). La troponina es un complejo de 3 subunidades que se dispone en forma discontinua a lo largo del microfilamento. El complejo está formado por TnT, que se une fuertemente a la tropomiosina, TnC que une iones calcio y TnI que se une a actina. En los filamentos finos, cada molécula de tropomiosina recorre 7 moléculas de G-actina y tiene un complejo de troponina unido a su superficie (Figura 274).

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Figura 270

Figura 271

Figura 272

Figura 273

Los filamentos finos de sarcómeros vecinos anclan en la línea Z a través de las proteínas a-actinina y Cap Z, que se unen selectivamente al extremo (+) de los filamentos de actina. La molécula de miosina-II está formada por 2 polipéptidos de 220 kD cada uno (cadenas pesadas) y 4 polipéptidos de 20 kD cada uno (cadenas livianas) (Figura 274). Está organizada en 3 dominios estructural y funcionalmente distintos: cabeza, cuello y cola. En el extremo NH2-terminal las 2 cadenas pesadas presentan una estructura globular, llamada cabeza, la que se continúa en una zona con forma de bastón, de unos 150 nm de largo, cuya porción inicial corresponde al cuello de la molécula y el resto a la cola. En el músculo estriado, cada filamento grueso es una estructura bipolar formada por la asociación antiparalela de alrededor de 300 moléculas de miosina-II (Figura 271). La región central del filamento grueso está compuesta de un conjunto de colas dispuestas en forma traslapada y antiparalela. Los filamentos gruesos son simétricos a nivel de la región central desnuda y su polaridad se revierte a ambos lados de esta zona. Las cabezas protruyen del filamento en un ordenamiento helicoidal a intervalos de 14 nm (Figuras 275 y 276). Los filamentos finos a que se enfrenta cada extremo del filamento grueso están también polarizados.

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APUNTES DE HISTOLOGIA En la molécula de miosina existen dos sitios que pueden experimentar cambios conformacionales: uno a nivel de la unión de la cabeza con la cola y otro a nivel del sitio en que el inicio de la cola se une al cuello de otras moléculas de miosina (Figura 277). Estas modificaciones se relacionan con las interacciones que establece la molécula de miosina con ATP y/o G-actina.

Figura 274

Figura 276

Figura 275

Figura 277

6) REGULACIÓN DE LA CONTRACCIÓN DEL SARCÓMERO La contracción muscular está regulada por variaciones en los niveles citosólicos de Ca++, los que afectan las interacciones entre las cabezas de miosina y los filamentos de actina a través de las 2 proteínas accesorias asociadas a actina en el filamento fino: tropomiosina y troponina (Figura 278). En el músculo en reposo (concentración citosólica de Ca= 10-7M) la miosina no puede asociarse a la actina debido a que los sitios de unión para las cabezas de miosina en las G-actina, están bloqueados por la tropomiosina. Al aumentar las concentraciones citosólicas de Ca (10-5M), la subunidad TnC de la troponina une Ca, produciéndose un cambio conformacional de la molécula de troponina y el desplazamiento de la molécula de tropomiosina hacia la parte más profunda de la hendidura de la hélice de actina. Como consecuencia los sitios, en la G-actina, capaces de interactuar con las cabezas de la miosina quedan libres (Figura 279).

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Figura 278

Figura 279

Las variaciones en las concentraciones citosólicas de Ca se producen en respuesta a los estímulos nerviosos que inducen la contracción muscular y que actúan desencadenando la liberación de Ca desde el retículo sarcoplásmico hacia el citosol. 7) RETÍCULO SARCOPLÁSMICO Y TÚBULOS T (TÚBULOS TRANSVERSOS)

En el músculo esquelético, cada miofibrilla está rodeada de un elaborado sistema de membranas lisas que corresponden al retículo sarcoplásmico. Estas membranas están alineadas en forma precisa con respecto al patrón de bandeo de las miofibrillas (Figura .1). En la zona de unión de la banda A con la banda I el retículo sarcoplásmico se expande para formar las cisternas terminales. Las 2 cisternas terminales paralelas se asocian estrechamente a un tubo transverso (T), formando un complejo denominado tríada (Figuras 280 y 281).

Figura 280 El sistema de tubos T (Figuras 282 y 283), está formado por numerosos túbulos continuos con la membrana plasmática (sarcolema) de la célula muscular. Cada uno de estos túbulos corre transversalmente entre 2 cisternas terminales. Aunque las cisternas terminales y el túbulo T están físicamente separados, el espacio entre ellos aparece ocupado regularmente por estructuras que se asocian estrechamente a la membrana de ambos sistemas. La contracción de una fibra muscular requiere de la contracción simultánea de todas sus miofibrillas. La forma y distribución del sistema T permite que la onda de despolarización, responsable de la contracción muscular, se distribuya rápidamente desde la superficie celular hacia el interior del citoplasma alcanzando a cada miofibrilla. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA La despolarización de la membrana plasmática de la célula muscular, que se propaga a lo largo de los túbulos T, produce la apertura de canales de Ca++ en la membrana del retículo sarcoplásmico y la liberación de Ca++ hacia el citosol. Se piensa que la onda de despolarización induce un cambio conformacional en proteínas sensoriales del túbulo T, que se transmite directamente a la proteína que forma los canales de Ca++ del retículo sarcoplásmico.

Figura 281

Figura 282

Figura 283

8) PLACA MOTORA (UNIÓN NEUROMUSCULAR) La membrana plasmática de la célula muscular está eléctricamente polarizada. Un estímulo apropiado despolariza la membrana y produce la contracción. Normalmente, la despolarización es producida por un estímulo nervioso. El músculo está inervado por terminales nerviosas de neuronas motoras de la médula espinal. En el punto de inervación, el nervio pierde su vaina de mielina, y se asocia a una región especializada de la superficie de la fibra muscular, para formar la placa motora (Figura 284). En una fibra muscular esquelética, cada terminal axónico motor forma sólo una placa motora (Figura 285).

Figura 284

Figura 285

En la zona de contacto, la terminal axónica forma una dilatación que se aloja en una depresión poco profunda de la superficie de la fibra llamada hendidura sináptica primaria (Figura 286).

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Figura 286

Figura 287

El sarcolema que reviste la hendidura sináptica primaria muestra numerosos pliegues que constituyen las hendiduras sinápticas secundarias. En la zona de unión, la lámina basal de la célula de Schwann se fusiona con la lámina basal de la célula muscular. Esta cubierta celular fusionada se extiende hacia la hendidura sináptica primaria, separando la fibra nerviosa de la fibra muscular, y penetra al interior de cada hendidura sináptica secundaria. Cuando el potencial de acción alcanza a la placa motora, el neurotransmisor acetilcolina, contenido en las vesículas sinápticas, se libera y difunde a través de la hendidura. Este mediador se une a receptores de acetilcolina presentes en la membrana postsináptica, concentrados principalmente en la entrada de los pliegues sinápticos secundarios, e induce la despolarización del sarcolema que es transmitida a los tubos T. Se entiende por unidad motora (Figura 287) al conjunto de fibras musculares esqueléticas inervadas por ramificaciones del axón de una misma neurona motora y que, en consecuencia, son estimuladas simultáneamente a contraerse. Ramas de una misma motoneurona pueden llegar a inervar hasta 500 fibras musculares. Sin embargo, mientras más fino el movimiento que debe efectuar el músculo, menor es el tamaño de la unidad motora, existiendo situaciones en que cada fibra nerviosa inerva sólo una fibra muscular. 9) TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES ESQUELÉTICAS Se distinguen 3 tipos de fibras musculares esqueléticas: rojas, blancas e intermedias.

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Las fibras rojas, que abundan en los músculos rojos, son de diámetro pequeño y contienen gran cantidad de mioglobina y numerosas mitocondrias, que se disponen en filas entre las miofibrillas y en acúmulos por debajo del sarcolema (Figura 288). Los músculos rojos se contraen más lentamente, por lo que se ha asumido que la fibra roja es una fibra lenta.

Figura 288

Figura 289 como en las fibras blancas.

Las fibras blancas, presentes en los músculos blancos, son de diámetro mayor, poseen menor cantidad de mioglobina y un número menor de mitocondrias que se disponen, de preferencia, entre las miofibrillas, a nivel de la banda I. En este tipo de fibras la línea Z es más delgada que en las fibras rojas (Figura 289). Las fibras intermedias presentan características intermedias entre las otras 2 variedades de fibras, pero superficialmente se asemejan más a las fibras rojas y son más abundantes en los músculos rojos. Poseen un número de mitocondrias equivalente al de las fibras rojas, pero su línea Z es delgada

10) HUSO NEUROMUSCULAR El músculo esquelético posee receptores sensibles a la distensión, que forman parte de un sistema de retroacción para mantener el tono muscular normal. Las fibras sensitivas que entregan información sobre la tensión en el músculo esquelético tienen 2 orígenes: terminaciones nerviosas encapsuladas que responden a la distensión en el tendón del músculo. terminaciones nerviosas espirales (fibras aferentes sensitivas), sensibles a la distensión y tensión en fibras musculares especializadas contenidas en un órgano sensorial especial del músculo que se denomina huso muscular.

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Figura 290 El huso está formado por una cápsula fusiforme de tejido conjuntivo fibroso que rodea a un grupo de 8 a 15 fibras musculares delgadas (Figura 290).

Figura 291. Estructura de las tríadas. Estas fibras se conocen como fibras intrafusales. Se distinguen 2 tipos de fibras intrafusales: fibras de la bolsa nuclear fusiformes, con un agregado central de núcleos fibras de cadena nuclear de un ancho uniforme y núcleos dispuestos en cadena ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA Las fibras intrafusales están inervadas por fibras nerviosas motoras especializadas (fibras eferentes) que ajustan la longitud de estas fibras en función del estado de distensión del músculo. El estado de distensión es detectado por las terminaciones nerviosas espirales, que forman una envoltura alrededor de las fibras intrafusales y dan origen a las fibras aferentes sensitivas especiales que viajan hacia la médula espinal. a) Terminación nerviosa motora. Se denomina placa motora, unión neuromuscular o unión mioneural. Cada músculo está inervado por uno o varios nervios motores. La unidad motora es el conjunto formado por la motoneurona de la médula espinal y todas las células musculares por ella inervadas. El tamaño de dicha unidad es variable, según el número de células inervadas por una sola fibra nerviosa, siendo pequeñas para los músculos que realizan movimientos de gran precisión (una fibra nerviosa para cada célula muscular en los músculos intrínsecos del ojo), y más grande para los músculos que realizan movimientos más groseros. La placa motora es la zona de comunicación especializada para la transmisión del impulso nervioso, existente entre las ramas terminales de una metaneurona y la célula muscular. Cada axón procedente de una neurona motora del asta anterior medular pierde su vaina de mielina al aproximarse al músculo y queda sólo rodeado por células de Schwann en su superficie externa, ramificándose posteriormente y alojándose cada una de las ramificaciones en un surco excavado en la superficie de la célula muscular, denominado hendidura sináptica primaria. A su vez, el sarcolema a este nivel sufre múltiples invaginaciones radiales, que determinan las hendiduras sinápticas secundarias. La terminación axónica está cubierta por su cara superior por una célula de Schwann y contiene en su citoplasma mitocondrias y vesículas sinápticas de acetilcolina. En las invaginaciones del sarcolema se encuentra la enzima acetilcolinesterasa. A pesar de la estrecha relación existente entre la terminación axónica y la célula muscular, nunca se produce el contacto entre ellas, sino que existe un estrecho espacio que contiene una sustancia glucoproteica. b) Terminación nerviosa sensitiva. Se denomina huso neuromuscular y se encuentra en todos los músculos. Son formaciones alargadas de varios milímetros de longitud, constituidas por células musculares estriadas especializadas denominadas intrafusales, longitudinalmente dispuestas y asociadas a nervios motores y sensitivos, con abundantes vasos, encontrándose todo ello rodeado por una cápsula conjuntiva. Se hallan unidos por sus extremos a fibras colágenas tendinosas o endomisiales. Las células musculares intrafusales son de dos tipos: unas más largas y dilatadas en su porción medial, donde se acumulan numerosos núcleos (fibras de bolsa o saco nuclear), y otras más estrechas con los núcleos uniformemente distribuidos por toda su longitud (fibras de cadena o hilera nuclear). c) Las fibras nerviosas son motoras y sensitivas.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Las primeras corresponden a axones de pequeñas neuronas del asta anterior de la médula y acaban por terminaciones simples o ramificadas en los dos tipos de células intrafusales. Las fibras sensitivas son de dos tipos: primarias y secundarias. Las primarias están enrolladas en espiral alrededor de las porciones ecuatoriales de ambas células musculares intrafusales y originan fibras nerviosas mielínicas de grueso calibre y conducción rápida, que establecen sinapsis directamente con las motoneuronas del asta anterior de la médula, que inervan el mismo músculo o músculos sinérgicos. Las secundarias se enrollan en espiral únicamente alrededor de las células musculares de núcleos en cadena. Originan fibras mielínicas de menor calibre y conducción más lenta, que hacen sinapsis en la médula con neuronas intercalares y, finalmente, conectan con neuronas motoras.

Figura 292. Placa motora o unión neuromuscular.

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Figura 293. Esquema de un huso neuromuscular. Las líneas discontinuas indican las terminaciones nerviosas eferentes o motoras, y las líneas continuas, las fibras aferentes o sensitivas. Éstas acaban contactando con las fibras musculares intrafusales por medio de terminaciones arborizadas y anuloespirales. d) Tipos de células musculares esqueléticas La observación macroscópica de los músculos esqueléticos permite dividirlos por su coloración en rojos y blancos, según sus células.

Figura 294. Estructura de la unión miotendinosa.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los músculos rojos contienen células rojas (tipo I) que deben su color a la riqueza en mioglobina y son ricas en mitocondrias y enzimas oxidativas, pero pobres en fosforilasas y, por tanto, en capacidad ATPásica. Además, en estas células las líneas Z son más gruesas. En los músculos blancos predominan las células blancas (tipo II), que contienen menos mioglobina y menor abundancia de mitocondrias y enzimas oxidativas, pero mayor cantidad de fosforilasas. Las líneas Z son más estrechas. Existe un tercer tipo constituido por las intermedias, que comparte características de las rojas y las blancas, siendo más abundantes en los músculos rojos. Desde el punto de vista funcional, las células rojas son de contracción lenta, adaptadas a contracciones repetitivas como los músculos postura- les, mientras que las blancas son de contracción rápida.

B - MÚSCULO CARDÍACO Se encuentra exclusivamente en el corazón, donde constituye el miocardio, que representa la capa más voluminosa de la pared cardíaca. Comparte características con el músculo esquelético y con el músculo liso, puesto que es estriado como el primero y de contracción involuntaria como el segundo. Por lo demás, presenta una característica absolutamente típica, que es no requerir estimulación externa, siendo su contracción autónoma, es decir, que genera sus propios estímulos, y rítmica. La unidad estructural del músculo cardíaco es la célula o fibra muscular estriada cardíaca, que es alargada y con forma de cilindro bifurcado. A través de dichas bifurcaciones se establecen conexiones intercelulares terminoterminales entre las células vecinas, formándose una compleja red tridimensional. Entre las fibras se halla el endomisio, y envolviendo haces de células musculares cardíacas, un tejido conjuntivo más denso que constituye el perimisio.

Figura 295. Disposición de las células en el músculo cardíaco. Cada célula está delimitada por el sarcolema, por fuera del cual se halla una membrana basal. Posee un solo núcleo alargado en situación central, a diferencia de la célula muscular esquelética. El citoplasma contiene un material proteico contráctil con miofilamentos finos de actina y gruesos de miosina organizados en miofibrillas, apreciándose el mismo patrón de estriación transversal que en el músculo esquelético con las bandas A, I, M, H y Z. Sin embargo, en el músculo cardíaco las miofibrillas ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA aparecen menos individualizadas, confluyendo a menudo unos haces de miofilamentos con otros. Además, estos haces de miofilamentos divergen alrededor del núcleo central y, al igual que en la célula muscular lisa, existe una zona fusiforme de sarcoplasma que carece de ellos en relación con cada polo nuclear. Estas áreas están ocupadas por numerosas mitocondrias y por un pequeño aparato de Golgi. El retículo sarcoplásmico no está tan bien desarrollado como en el músculo esquelético. Además, los tubos T son de mayor diámetro y se sitúan al nivel de las líneas Z, y no de las uniones entre las bandas A e I. El retículo sarcoplásmico longitudinal no finaliza en cisternas terminales, sino en expansiones irregulares y pequeñas de los sarcotúbulos. Por ello, no presenta tríadas .Por lo demás, los restantes elementos citoplasmáticos son semejantes a los que se encuentran en la célula muscular esquelética, con mitocondrias más numerosas y voluminosas y mayor cantidad de glucógeno.

Figura 296. Disposición del retículo endoplásmico en la célula muscular cardíaca: no hay cisternas terminales y, por tanto, no se producen tríadas. En las uniones terminoterminales entre dos células musculares cardíacas adyacentes se observan con microscopio óptico unos sistemas de unión especiales, los discos intercalares, con una disposición escalariforme, que incluyen segmentos transversales y otros longitudinales .En los segmentos transversales se aprecian extensas interdigitaciones y uniones desmosómicas. En los segmentos longitudinales se encuentran nexos de unión o gap-junction muy extensos. Estos dispositivos de unión permiten la transmisión de una célula a otra de la tensión desarrollada por la contracción de las miofibrillas y la rápida difusión de la excitación, pues las uniones gap representan áreas de baja resistencia eléctrica. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Figura 297. Disposición de los mecanismos de unión intercelular en el músculo cardíaco. El músculo cardíaco (Figura 298) está formado por células musculares ramificadas, que poseen 1 o 2 núcleos y que se unen entre sí a través de un tipo de unión propia del músculo cardíaco llamada disco intercalar (Figura 299). A diferencia del músculo esquelético, las fibras musculares cardíacas corresponden a un conjunto de células cardíacas unidas entre sí en disposición lineal.

Figura 298

Figura 299

Las células musculares cardíacas, de unos 15 m de diámetro y unos 100 m de largo, tienen el núcleo ubicado al centro del citoplasma (Figura 300) y presentan estriaciones transversales similares a las del músculo esquelético (Figura 301 y 302). El retículo sarcoplásmico no es muy desarrollado y se distribuye irregularmente entre las miofibrillas, que no aparecen claramente separadas. Sin embargo, las mitocondrias, que son extremadamente numerosas, están distribuidas regularmente dividiendo a las células cardíacas en miofibrillas aparentes. En el sarcoplasma hay numerosas gotas de lípido y partículas de glicógeno. Con frecuencia las células musculares cardíacas presentan pigmentos de lipofuscina cerca de los polos nucleares. Las células están rodeadas por una lámina externa, comparable a la lámina basal de los epitelios. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA Existen ciertas diferencias estructurales entre el músculo de los ventrículos y de las aurículas. Las células musculares de las aurículas son más pequeñas y vecinos al núcleo, en asociación con complejos de Golgi presentes en esa zona, se observan gránulos de unos 0.4 m de diámetro que contienen el factor natriurético auricular, auriculina o atriopeptina. Estructuralmente, las miofibrillas del músculo cardíaco, son esencialmente iguales a la de las miofibrillas del músculo esquelético. Por otra parte, los túbulos T del músculo cardíaco son de mayor diámetro que los del músculo esquelético y se ubican a nivel del disco Z (Figura 303). Los túbulos se asocian generalmente con una sola expansión de las cisternas del retículo sarcoplásmico. De manera que lo característico del músculo cardíaco son las díadas, compuestas de un túbulo T y de una cisterna de retículo endoplásmico.

Figura 300

Figura 301

Figura 302

Figura 303

1) DISCOS INTERCALARES Los discos intercalares son los sistemas de unión que asocian a las células musculares cardíacas para formar las fibras del miocardio (Figura 304). Estas estructuras se encuentran en regiones de la membrana donde los extremos de dos células se enfrentan y se ubican en lugar de un disco Z. Su nombre deriva del hecho que en cortes longitudinales aparecen como estructuras escaleriformes.

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Figura 304 Los discos intercalares presentan (Figuras 305 y 306). una porción transversa, en la cual se ubican dos tipos de unión intercelular : fascia adherens y mácula adherens una la porción lateral, que corre paralela a los miofilamentos, en la cual se ubican uniones de comunicación (nexos o gap junctions). La fascia adherens es un tipo de unión propia del corazón, pero su estructura es semejante a la de las zonas de adhesión de los epitelios. Estas estructuras anclan filamentos de actina a la membrana plasmática y también unen las membranas de células adyacentes. De esta manera, asocian el aparato contráctil de cada célula con el de la célula vecina. Su organización molecular es similar a la descrita en el capítulo de epitelios.

Figura 305

Figura 306

La mácula adherens corresponde a desmosomas típicos que se ubican en las porciones transversas y paralelas del disco. Estas estructuras anclan los filamentos intermedios de desmina de la fibra cardíaca y participan, junto con la fascia adherens, en la adhesión de las membranas plasmáticas de células vecinas. Las uniones de comunicación (nexos), corresponden a sitios que permiten el paso de iones y moléculas pequeñas desde el citoplasma de una célula a la célula vecina. Su ultraestructura y composición molecular es similar a la de las uniones de comunicación descritas en el capítulo de epitelios. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA 2) CÉLULAS CARDIONECTORAS Además de las células estriadas musculares cardíacas responsables de la contracción miocárdica, existe en el miocardio un conjunto de células musculares estriadas especiales denominadas cardionectoras, cuya función es generar los estímulos para hacerlo latir de forma autónoma y rítmica, conduciéndolo a través de todas las células miocárdicas comunes. El conjunto de estas células constituyen el sistema cardionector o de conducción y comprende: el nódulo sinoauricular o de Keith-Flack, el nódulo auriculoventricular o atrioventricular o de Aschoff-Tawara y el fascículo de Hiss y sus ramas, que conforman la red de Purkinje. Estas células cardionectoras son de dos tipos, los cuales muestran una estructura diferente según su localización: las células nodales, situadas en los nódulos sinoauricular y auriculoventricular y en el tronco del fascículo de Hiss, y las células de Purkinje, localizadas en las ramas del fascículo de Hiss y en la red de Purkinje. Obviamente, tanto las células musculares estriadas miocárdicas comunes como las cardionectoras carecen de placas motoras, al no existir una inervación motora externa, pues el corazón genera sus propios impulsos.

Figura 307. Sistema cardionector. 3) CONTRACCION DEL MÚSCULO CARDÍACO Su contracción es espontánea, es decir, que el músculo cardíaco genera sus propios estímulos y carece de estímulo externo. El mecanismo contráctil es idéntico al descrito para el músculo esquelético, propagándose rápidamente la excitación de una célula a otra a través de las uniones intercelulares, que constituyen áreas de baja resistencia eléctrica. Además, la intensa cohesión intercelular permite la transmisión de la tensión contráctil. El músculo cardíaco tiene una mayor dependencia del calcio que el músculo esquelético, utilizando tanto el extracelular como el sarcoplásmico, probablemente en relación con el menor desarrollo del retículo sarcoplásmico. Esto puede ser también el ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA origen de la mayor lentitud de contracción del músculo cardíaco. La gran abundancia de mitocondrias y glucógeno se explica por el alto nivel de requerimiento energético que suponen las contracciones rítmicamente continuas del corazón. La respuesta del músculo es del tipo del todo o nada, es decir, se contrae completamente si hay respuesta. No se puede producir contracción tetánica, puesto que el músculo cardíaco es absolutamente refractario durante la mayor parte del potencial de acción. Al igual que el músculo esquelético, y hasta cierto límite, a mayor longitud inicial de la célula, mayor es la tensión generada. En el corazón la longitud inicial está determinada por el llenado diastólico y, por lo tanto, cuando éste aumenta se incrementa la fuerza de contracción ventricular. Las catecolaminas incrementan asimismo la fuerza en la contracción del músculo cardíaco. Aunque el músculo cardíaco genera sus propios estímulos, esto no entra en contradicción con el hecho de que existan influencias nerviosas y químicas, que pueden modificar el ritmo de esta estimulación. Así, el sistema nervioso simpático y las catecolaminas incrementan la frecuencia cardíaca, mientras que el parasimpático y la acetilcolina la reducen.

C - MÚSCULO LISO Ampliamente distribuido por todo el organismo, representa el elemento contráctil de las paredes de los vasos sanguíneos y del tubo digestivo, vías respiratorias, urinarias y del aparato reproductor. Constituye la mayor parte de la pared del útero y se encuentra en el estroma de diferentes órganos, como el ovario y la próstata, y en la cápsula de otros, como el bazo. En la piel constituye pequeños músculos en relación con los folículos pilosos (músculos horripiladores o erectores del pelo). Se encuentran asimismo en el iris y en el cuerpo ciliar del ojo (constrictor y dilatador del iris) y en el tejido eréctil del clítoris y del pene. El músculo liso está formado por fibras musculares lisas que corresponden a células uninucleadas, delgadas y aguzadas en los extremos, cuya longitud varía entre 20 y 500 m (Figuras 308 y 309). Este tipo de músculo forma la porción contráctil de la pared de diversos órganos tales como tubo digestivo (Figura 310) y vasos sanguíneos (Figura 311), que requieren de una contracción lenta y sostenida. Las células se organizan en grupos, formando haces, rodeados de tejido conjuntivo fibroso que contiene vasos sanguíneos.

Figura 308

Figura 309

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Figura 310

Figura 311

Figura 312

Figura 313

Figura 314

Figura 315

El núcleo de las fibras musculares lisas se ubica en el centro de la fibra y los organelos citoplasmáticos tales como mitocondrias, aparato de Golgi, retículo endoplásmico rugoso y ribosomas libres se localizan, mayoritariamente, en la vecindad de los polos nucleares (Figura 312). El resto del citoplasma está ocupado por abundantes miofilamentos finos de actina, una proporción menor de miofilamentos gruesos de miosina, y un citoesqueleto de filamentos intermedios formados por desmina. Existen, también, numerosos cuerpos densos, estructuras que anclan filamentos finos (Figura 313). Las fibras musculares lisas se disponen desplazadas una respecto de la otra, de manera que el extremo delgado de una fibra se ubica vecino a la parte ancha de la fibra vecina. Esta disposición de las fibras y la localización del núcleo en el centro, explica el aspecto del músculo liso en corte transversal (Figuras 314 y 315). Las fibras musculares lisas están rodeadas por una lámina basal (lámina externa) comparable a la lámina basal de los epitelios (Figura 316). Por fuera de la lámina externa, se dispone una trama de fibras reticulares.

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Figura 316 En sitios discretos, las células adyacentes están asociadas por uniones de comunicación ("nexos"), de estructura y función similares a la explicada en tejidos epiteliales. 1) BASES ESTRUCTURALES DE LA CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO LISO El aparato contráctil del músculo liso se contrae más lentamente que el del músculo estriado, pero permite un acortamiento mayor de las fibras musculares lisas (Figura 317). El mecanismo de contracción, en esta variedad de músculo, también se basa en el deslizamiento de los filamentos finos sobre los filamentos gruesos. Los filamentos de actina de las fibras musculares lisas son fáciles de detectar a nivel ultraestructural (Figura 318); en cambio la visualización de los filamentos gruesos requiere de condiciones de fijación especiales, que demuestran que en el músculo liso por cada filamento grueso hay una proporción mucho mayor de filamentos finos (1:14) que la que se observa en el músculo esquelético (1:6).

Figura 317

Figura 318

En estas células, la contracción es regulada también por alza en las concentraciones citosólicas de Ca++. Sin embargo, la regulación de la contracción está asociada a miosina y no a actina. Un alza en las concentraciones citosólicas de Ca++ induce la fosforilación de las cadenas livianas de la miosina lo que: produce una modificación en la cola de la molécula que permite la formación de filamentos gruesos (Figura 319) y genera un cambio conformacional en la cabeza que permite su interacción con actina.

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Figura 319 Los filamentos gruesos preparados in vitro, a partir de miosina de músculo liso, aparecen polarizados en una sola dirección en un lado del filamento y en la dirección opuesta a lo largo del otro lado (Figura 319). En esta configuración no existe una zona libre de puentes, como la que se ve en el filamento grueso del músculo esquelético. Esta disposición tiene la ventaja que actina y miosina pueden interactuar sin interrupción a lo largo de todo el filamento grueso. Cuando la cabeza de la miosina se defosforila, los filamentos se desensamblan y la miosina se disocia de la actina. La fosforilación es catalizada por una enzima (quinasa de la cadena liviana de la miosina) cuya acción requiere de la presencia del complejo Ca-calmodulina.

Figura 320

Figura 321

El modelo aceptado de contracción de las fibras musculares lisas (Figura 320) establece que manojos de filamentos finos de actina, asociados a filamentos gruesos de miosina, se anclan por un extremo a cuerpos densos adheridos a la membrana plasmática y por el otro a filamentos intermedios no contráctiles a través de cuerpos densos citoplasmáticos. La -actinina es uno de los componentes de los cuerpos densos. El rol de los cuerpos densos es similar al de los discos Z de las miofibrillas del músculo estriado. Los manojos contráctiles se orientarían oblicuos respecto del eje mayor de la célula (Figura 321), lo que explicaría el acortamiento que experimentan las fibras musculares lisas durante su contracción. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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En la superficie de las células musculares lisas existen numerosas vesículas membranosas o cavéolas (Figuras 322 y 323), vecinas a cisternas o túbulos de retículo endoplásmico liso. Se cree que este sistema membranoso juega un papel en la captura y liberación de calcio, similar al que desempeña el retículo sarcoplásmico en el músculo estriado.

Figura 322 Figura 323 Además de su actividad contráctil, las células musculares lisas tienen la capacidad de sintetizar colágeno tipo III, elastina y proteoglicanos. 2) INERVACIÓN DEL MÚSCULO LISO El músculo liso está inervado por nervios (Figura 324) de los sistemas simpático y parasimpático. Con frecuencia, los axones de los nervios terminan en una serie de dilataciones en el conjuntivo que rodea a las células musculares. Algunas de estas dilataciones axónicas están muy próximas (10-20 nm) a la superficie de la célula muscular dando origen a uniones neuromusculares.

Figura 324 De acuerdo a la proporción de células inervadas en un determinado músculo, se distinguen: el tejido muscular liso unitario o visceral, que posee grandes unidades motoras en las que sólo algunas células musculares poseen una unión neuromuscular propia. La excitación se transmite a un número variable de células musculares ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA que no reciben inervación directa, a través de uniones de comunicación (nexos). Esto permite que todas las células musculares de la unidad motora se contraigan o relajen en conjunto. el tejido muscular multiunitario presente en órganos que requieren una modulación precisa del grado de contracción de sus células, como el iris del ojo o las arteriolas. En este tipo de músculo liso, las unidades motoras son pequeñas, predominando aquellas en que existe asociación de sólo una célula muscular con cada terminación nerviosa.

D - REGENERACIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR La capacidad de regeneración es diferente en las 3 variedades de músculo. El músculo esquelético tiene la capacidad de regenerar parcialmente a partir de las llamadas células satélite. Estas corresponden a células uninucleadas, fusiformes que yacen dentro de la lámina basal que rodea a cada fibra. Se considera que corresponden a mioblastos que persisten luego de la diferenciación del músculo. Frente a daño muscular u otros estímulos estas células, relativamente escasas, se activan, proliferan y se fusionan para formar nuevas fibras. Un proceso similar es responsable, en parte, de la hipertrofia muscular (aumento de tamaño) que se produce por fusión de estas células con la fibra parenteral, aumentando la masa muscular. El músculo cardíaco no tiene, prácticamente, capacidad de regenerar. Los daños del músculo cardíaco se reparan por proliferación del tejido conjuntivo, produciéndose una cicatriz. El músculo liso tiene también una capacidad de regeneración moderada. Luego de daño muscular, algunas células musculares lisas entran en mitosis y reemplazan el tejido dañado. Si la capacidad de proliferación no es suficiente para reparar el daño, se produce una cicatriz de tejido conjuntivo. Un caso particular de proliferación de células musculares lisas se produce en el útero de animales preñados donde se observa aumento del número de células (hiperplasia) y del tamaño de ellas (hipertrofia). Durante esta etapa, el miometrio presenta numerosas mitosis. De ahí que se acepte que las células musculares lisas mantienen su capacidad mitótica. Por otra parte, en cualquier etapa de la vida los pericitos pueden diferenciarse en células musculares.

V - TEJIDO NERVIOSO El tejido nervioso representa uno de los cuatro tejidos básicos y su célula principal es la neurona, que manifiesta un alto grado de diferenciación y especialización, de manera que es capaz de recibir información, procesarla y generar una respuesta que transmite hacia otra neurona o un órgano efector. Por lo tanto la excitabilidad o irritabilidad y la conductibilidad son las dos propiedades básicas de la neurona y, por consiguiente, del tejido nervioso. Anatómicamente el tejido nervioso se puede dividir en dos grandes áreas: una incluida en las cavidades óseas del cráneo y la columna vertebral, que es el sistema nervioso central (SNC), constituido por el encéfalo y la médula espinal, y otra,

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APUNTES DE HISTOLOGIA continuación de la anterior y situada por fuera de las cavidades óseas, que es el sistema nervioso periférico, formado por los ganglios, los nervios y las terminaciones nerviosas. Los receptores periféricos captan los estímulos exógenos de naturaleza sensorial, los cuales son transmitidos a través del sistema periférico al central (vía aferente), funcionando este último como un centro de integración de toda la información. Las neuronas efectoras generan una respuesta tras el procesamiento de la información y conducen el impulso nervioso a otros tejidos (vía eferente) donde se produce el efecto, o bien hacia otras neuronas a las que estimulan o inhiben y, en algunos casos, elaboran una secreción de tipo endocrino (neurosecreción) como efecto. Las zonas de relación interneuronales o entre neuronas y órganos efectores se denominan sinapsis, las cuales pueden ser de naturaleza química mediante neurotransmisores o eléctrica por paso directo de electrones. El tejido nervioso deriva en su mayor parte de la placa neural, que se tuneliza diferenciándose en canal neural, a partir del cual se origina el tubo neural, cuyas células dan lugar a las neuronas y células gliales del sistema nervioso central, y las crestas neurales, que dan origen a las neuronas y células de Schwann y asimiladas del sistema nervioso periférico.

A - CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES BÁSICAS DEL TEJIDO NERVIOSO Se origina desde el ectodermo y sus principales componentes son las células, rodeadas de escaso material intercelular. Las células son de dos clases diferentes: neuronas o células nerviosas y neuroglia o células de sostén. (Figura 325). Es el tejido propio del Sistema Nervioso el cuál, mediante la acción coordinada de redes de células nerviosas: (Figura 326) recoge información procedente desde receptores sensoriales procesa esta información, proporcionando un sistema de memoria y genera señales apropiadas hacia las células efectoras.

Figura 325

Figura 326

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Figura 327

Las células de sostén rodean a las neuronas y desempeñan funciones de soporte, defensa, nutrición y regulación de la composición del material intercelular El Sistema Nervioso Central (SNC), se origina desde el epitelio del tubo neural y su tejido nervioso contiene neuronas, células de neuroglia y capilares sanguíneos que forman la barrera hematoencefálica. (Figura 326) El Sistema Nervioso Periférico (SNP), que conecta los receptores sensoriales con SNC, y a este con las células efectoras, se desarrolla a partir de la cresta neural y sus células se asocian a otros tejidos del organismo. Sin embargo, es una extensión del tejido nervioso del SNC ya que zonas de las neuronas sensitivas y efectoras y todas las interneuronas se encuentran en el SNC, mientras que los ganglios nerviosos y los nervios periféricos corresponden al tejido nervioso propio del SNP (Figura 327)

B - NEURONAS Son las células funcionales del tejido nervioso. Ellas se interconectan formando redes de comunicación que transmiten señales por zonas definidas del sistema nervioso. Las funciones complejas del sistema nervioso son consecuencia de la interacción entre redes de neuronas, y no el resultado de las características específicas de cada neurona individual. Cada neurona es una célula única, inintercambiable y diferente a las demás, debido a la situación que ocupa en el sistema nervioso y a las conexiones específicas que establece con otras neuronas o con otros tejidos. Una vez que la neurona madura, es indivisible, de manera que el número total de neuronas se establece de forma muy temprana y definitiva en la vida del hombre. La neurona es una célula alargada de forma muy compleja, que consta de un cuerpo o pericarion, que contiene el núcleo, y de unas prolongaciones que son de dos tipos: una única generalmente larga que conduce el impulso de forma centrífuga alejándose del cuerpo denominada axón, cilindroeje o neurita, y otras cortas que suelen ser múltiples y conducen el impulso de forma centrípeta hacia el cuerpo, denominadas dendritas.

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Figura 328. Estructura general de la neurona. Se ha representado una neurona cuyo axón aparece cubierto de mielina y células de Schwann y termina en una célula muscular esquelética. La forma y estructura de cada neurona se relaciona con su función específica, la que puede se: recibir señales desde receptores sensoriales conducir estas señales como impulsos nerviosos, que consisten en cambios en la polaridad eléctrica a nivel de su membrana celular transmitir las señales a otras neuronas o a células efectoras

Figura 329

Figura 330

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Figura 331

Figura 332

Figura 333

Figura 334

En cada neurona existen cuatro zonas diferentes el pericarion que es la zona de la célula donde se ubica el núcleo (Figura 329 ), y desde el cuál nacen dos tipos de prolongaciones (Figura 330) las dendritas que son numerosas y aumentan el área de superficie celular disponible para recibir información desde los terminales axónicos de otras neuronas (Figura 331 y 332) el axón que nace único y conduce el impulso nervioso de esa neurona hacia otras células (Figuras 333 y 334) ramificándose en su porción terminal (telodendrón) uniones celulares especializadas llamadas sinapsis, ubicadas en sitios de vecindad estrecha entre los botones terminales de las ramificaciones del axón y la superficie de otras neuronas (Figura 332 y 333) El tamaño de las células nerviosas es muy variable pero su cuerpo celular puede llegar a medir hasta 150 µm y su axón más de 100 cm Cada zona de las células nerviosas se localiza de preferencia en zonas especializadas del tejido nervioso. Los cuerpos celulares, la mayor parte de las dendritas y la arborización terminal de una alta proporción de los axones se ubican en la sustancia gris del SNC (Figura 334) y en los ganglios del SNP (Figura 335 y 336) Los axones forman la parte funcional de las fibras nerviosas y se concentran en los haces de la sustancia blanca del SNC; y en los nervios del SNP

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Figura 335

Figura 336

1) CUERPO, SOMA O PERICARION Presenta un tamaño y una forma variables, incluyendo un núcleo único y voluminoso, con un nucléolo prominente y cromatina dispersa. El citoplasma es rico en orgánulos, conteniendo prácticamente todos los habituales. Así, se observan masas o granulaciones basófilas denominadas grumos o sustancia basófila de Nissl, que con el microscopio electrónico se identifican como cisternas del retículo endoplásmico rugoso y ribosomas libres dispuestos a menudo en polisomas. El importante desarrollo de estos orgánulos es evidencia de la intensa actividad de síntesis proteica que manifiesta la neurona, tanto de carácter estructural y enzimático para la propia neurona, como para la exportación: neurotransmisores, proteínas tróficas y esporádicos polipéptidos hormonales. El aparato de Golgi aparece muy desarrollado en situación perinuclear. Las mitocondrias son pequeñas y numerosas, distribuidas por todo el citoplasma. En toda la extensión del citoplasma se observan haces de neurofibrillas, que corresponden a agrupaciones de neurofilamentos y neurotúbulos de estructura idéntica a los de otras células y que participan en los mecanismos de transporte. Asimismo, en el citoplasma neuronal se encuentran tubos y sacos del retículo endoplásmico liso y lisosomas, no existiendo habitualmente centriolo, pues las neuronas maduras no se dividen. Se encuentran también inclusiones, siendo frecuentes los gránulos de lipofuscina, que se acumulan con la edad, y, siempre en localizaciones específicas, los gránulos de pigmento melánico (neuronas de la sustancia negra, locus coeruleus, núcleo motor dorsal del vago y en ganglios raquídeos y simpáticos). Las neuronas secretoras hipotalámicas contienen granos de secreción. 2) DENDRITAS Son ramificaciones cortas que se dividen repetidas veces en forma arborescente, conteniendo los mismos elementos del cuerpo, con excepción del núcleo y del aparato de Golgi. Su número, tamaño y forma son muy variables. Presentan gran cantidad de neurotúbulos, siendo menos abundantes los neurofilamentos. Los grumos de Nissl disminuyen en número y tamaño a medida que las dendritas se alejan del cuerpo neuronal, de forma que en las porciones más distales y de menor calibre sólo se encuentran ribosomas libres. Las dendritas nunca están rodeadas por la vaina de mielina, y su membrana plasmática no es lisa, presentando pequeñas evaginaciones denominadas espinas dendríticas, que son zonas receptoras de sinapsis.

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Figura 237. Abollonaduras características de la superficie de las dendritas: espinas dendríticas. 3) AXÓN O CILINDROEJE Es una prolongación única, en general larga, que lleva los impulsos nerviosos en dirección centrífuga, es decir, desde el cuerpo neuronal donde se genera hasta otras neuronas relacionadas con ella o hasta órganos efectores. El axón surge del cono de implantación, que es una elevación de la superficie del cuerpo caracterizada por la ausencia de grumos de Nissl. En el segmento inicial del axón se observan numerosos haces paralelos de neurotúbulos y neurofilamentos, y la cara interna de la membrana muestra una fina capa de material granuloso electrónicamente denso, que se extiende desde el cono de implantación y que representa el punto de origen del potencial de acción que posteriormente se propagará a lo largo del axón. En el resto del axón el citoplasma contiene mitocondrias, cisternas del retículo endoplásmico liso y neurofilamentos y neurotúbulos, siendo más abundantes los primeros. A una distancia variable del origen, el axón puede aparecer externamente envuelto por una vaina de mielina, que incrementa la velocidad de conducción del impulso nervioso. En su trayectoria el axón puede originar colaterales y termina dando pequeñas ramificaciones, denominadas telodendrón, que establecen sinapsis con otras neuronas u órganos efectores. Dada la ausencia de órganos productores de proteínas en el citoplasma axónico, éstas deben ser transportadas desde el cuerpo donde son sintetizadas, correspondiendo a proteínas estructurales y enzimáticas para la síntesis de neurotransmisores, así corno a proteínas tróficas que son inyectadas en la neurona postsináptica. Éste es el transporte axónico anterógrado, en contraposición al retrógrado, que lleva proteínas tróficas inyectadas en la terminación axónica por la neurona postsináptica hacia el cuerpo neuronal. En estos mecanismos de transporte participan los neurofilamentos y, sobre todo, los neurotúbulos.

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C - TIPOS DE NEURONAS Aun teniendo en cuenta el carácter absolutamente específico y exclusivo de cada neurona, existen ciertas características que permiten reunir a las neuronas en diferentes tipos.

Figura 238. Diferentes tipos de neuronas según la disposición de sus prolongaciones: A) monopolar, B) seudomonopolar, C) bipolar y D) multipolar. En relación con la disposición de las prolongaciones respecto al cuerpo, las neuronas pueden ser monopolares, bipolares y multipolares. Las unipolares carecen de dendritas y tienen una única prolongación axónica. Son frecuentes en la época del desarrollo del sistema nervioso, pero excepcionales en el adulto. Las bipolares presentan una prolongación axónica y otra dendrítica, que surgen de forma diametralmente opuesta del cuerpo neuronal, encontrándose en la retina, el epitelio olfatorio y los ganglios coclear y vestibular. Dentro de este grupo se incluyen las neuronas seudomonopolares de los ganglios cerebroespinales, que inicialmente muestran una prolongación única y corta denominada dendraxón, que se bifurca rápidamente, originando una rama que actúa como dendrita y otra como axón; aunque estructuralmente ambas muestran características de axón, la primera conduce el impulso hacia el cuerpo y la segunda hacia la periferia. El tipo neuronal más numeroso es la multipolar, que contiene una prolongación axónica y múltiples dendritas. Un ejemplo lo constituyen las motoneuronas del asta anterior de la médula. Según la longitud de los axones se dividen en tipo I y tipo II de Golgi. Las primeras tienen un axón muy largo que llega a zonas muy alejadas de su cuerpo celular, contribuyendo en ocasiones a formar los nervios periféricos. Las neuronas tipo II poseen un axón corto y no abandonan la región donde asienta el cuerpo neuronal, originando poco después de su origen complejas ramificaciones. Presentes en la corteza cerebral y cerebelosa y en la retina, funcionan principalmente como neuronas de asociación, difundiendo los impulsos hacia las neuronas vecinas.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Según el número y la distribución de sus prolongaciones, las neuronas se clasifican en: bipolares, que además del axón tienen sólo una dendrita; se las encuentra asociadas a receptores en la retina y en la mucosa olfatoria

Figura 239

Figura 240

Figura 241

Figura 242 seudo-unipolares, desde las que nace sólo una prolongación que se bifurca y se comporta funcionalmente cono un axón salvo en sus extremos ramificados en que la rama periférica reciben señales y funcionan como dendritas y transmiten el impulso sin que este pase por el soma neuronal; es el caso de las neuronas sensitivas espinales (Figura 239) multipolares desde las que, además del axón, nacen desde dos a más de mil dendritas lo que les permite recibir terminales axónicos desde múltiples neuronas distintas (Figura 240). La mayoría de las neuronas son de este tipo. Un caso extremo do lo constituye la célula de Purkinje que recibe más de 200.000 terminales nerviosos( Figura 241 y 242)

D

- ESTRUCTURA CELULAR DE LA NEURONA

Las neuronas son células sintetizadoras de proteínas, con un alto gasto de energía metabólica, ya que se caracterizan por: presentar formas complejas y una gran área de superficie de membrana celular, a ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA nivel de la cuál debe mantener un gradiente electroquímico importante entre el intra y el extracelular secretar distintos tipos de productos a nivel de sus terminales axónicos requerir un recambio contante de sus distintos organelos y componentes moleculares ya que su vida suele ser muy larga (hasta los mismos años que el individuo al que pertenecen). Por estas razones: El núcleo es grande y rico en eucromatina, con el nucléolo prominente. (Figura 243) El ergastoplasma que se dispone en agregados de cisternas paralelas entre las cuales hay abundantes poliribosomas (Figura 243) Al microscopio de luz se observan como grumos basófilo o cuerpos de Nissl, (Figura 244) los que se extienden hacia las ramas gruesas de las dendritas El aparato de Golgi se dispone en forma perinuclear y da origen a vesículas membranosas, con contenidos diversos, que pueden desplazarse hacia las dendritas o hacia el axón. Las mitocondrias son abundantes y se encuentran en el citoplasma de toda la neurona. Los lisosomas son numerosos (Figura 245) y originan cuerpos residuales cargados de lipofuscina que se acumulan de preferencia en el citoplasma del soma neuronal (Figura 246) El citoesqueleto aparece, al microscopio de luz, como las neurofibrilla (Figura 247), que corresponden a manojos de neurofilamentos (filamentos intermedios), vecinos a los abundantes microtúbulos (neurotúbulos) (Figura 248). Estos últimos se asocian a proteínas específicas (MAPs: proteínas asociadas a microtúbulos) que determinan que el citoesqueleto de microtúbulos pueda: definir compartimentos en el citoplasma neuronal: la MAP-2 se asocia a los microtúbulos del pericarion y dendritas mientras que la proteína tau se asociada a los microtúbulos del axón. dirigir el movimiento de organelos a lo largo de los microtúbulos: la kinesina, se desplaza hacia el extremo (+), mientras que la dineína, se desplazan hacia el extremo (-) de los microtúbulos

Figura 243

Figura 244

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Figura 245

Figura 246

Figura 247

Figura 248

Las dendritas nacen como prolongaciones numerosas y ramificadas desde el cuerpo celular (Figura 249), sin embargo en las neuronas sensitivas espinales se interpone un largo axón entre las dendritas y el pericarion (Figura 250). A lo largo de las dendritas existen las espinas dendríticas, pequeñas prolongaciones citoplasmáticas, que son sitios de sinapsis (figuras 251 y 252). El citoplasma de las dendritas contiene mitocondrias, vesículas membranosas, microtúbulos y neurofilamentos.

Figura 249

Figura 250

Figura 251

Figura 252

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APUNTES DE HISTOLOGIA El axón es de forma cilíndrica y nace desde el cono axónico que carece de ergastoplasma y ribosomas (Figura 253). El citoplasma del axón (axoplasma) contiene mitocondrias, vesículas, neurofilamentos y microtúbulos paralelos. Su principal función es la conducción del impulso nervioso Se ramifica extensamente sólo en su región terminal (telodendrón) la que actúa como la porción efectora de la neurona, ya que así cada terminal axónico puede hacer así sinapsis con varias neuronas (Figura 254) o células efectoras (Figura 255)

Figura 253

Figura 254

Figura 255

E - ESTRUCTURA Y FUNCIONES BÁSICAS DEL AXÓN Sus principales funciones son: el transporte de organelos y moléculas, por el axoplasma, entre el pericarion y las ramas del telodendrón. Este es necesario para la mantención del axón y de las células asociadas a él, y para permitir la llegada al pericarion de factores reguladores que modulan su comportamiento. la conducción del impulso nervioso, como el desplazamiento del potencial de acción generado por cambios en la permeabilidad a iones a lo largo de la membrana celular axonal (axolema) de las fibras nerviosas, en que el axón está rodeado por la vaina de células de sostén. 1) TRANSPORTE AXÓNICO El transporte de organelos, enzimas, agregados macromoleculares y metabólitos, es una función de axoplasma en la cual intervienen directamente los microtúbulos (Figura 256).

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Figura 256

Figura 257

Figura 258

Figura 259

Ocurre en dos direcciones: anterógrado, desde el soma neuronal hacia el telodedrón y retrógrado desde los botones terminales hacia el soma neuronal La velocidad del transporte varía entre: un flujo lento de 0,5 µm/min, al cual se desplazan agregados moleculares como las sub-unidades proteicas que forman al citoesqueleto axonal. el flujo rápido anterógrado al cuál los organelos membranosos se trasladan a velocidades de unos 300 µm/min. (Figuras 257,258,259) el flujo rápido retrógrado en el cuál vesículas membranosas provenientes de los botones terminales, son transportados hacia el pericarion a unos 200 µm/min. Los transportes axonales rápidos están mediados por la interacción molecular entre microtúbulos y los dos moléculas son capaces de desplazarse a lo largo de los microtúbulos. En el flujo rápido anterógrado es la molécula de kinesina, unida a un receptor en la membrana del organelo transportado que se desplaza, a expensas de ATP, desde el extremo (-) del microtúbulo, ubicado en el pericarion hacia su extremo (+) En el flujo rápido retrógrado es la molécula de dineína citoplasmática (MAP1C) unida a un receptor en la membrana del organelo transportado la que se desplaza interactuando con la tubulina a expensas de ATP, desde el extremo (+) del microtúbulo, ubicado en el terminal axónico hacia su extremo (-) 2) CONDUCCIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO POR EL AXÓN

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APUNTES DE HISTOLOGIA En el SNC los axones están rodeados por la mielina de los oligodendrocitos (fibras nerviosas mielínicas del SNC), mientras que en el SNP pueden estar rodeados, ya sea, por prolongaciones citoplasmáticas de las células de Schwann (fibras amielínicas) (Figura 260) o por la mielina las células se Schwann (fibras nerviosas mielínicas del SNP) (Figura 261)

Figura 260

Figura 261

Los impulsos nerviosos son ondas transitorias de inversión del voltaje que existe a nivel de la membrana celular, que se inician el sitio en que se aplica el estímulo. Cada una de estas ondas corresponde a un potencial de acción, Este proceso es posible porque entre las macromoléculas que, como proteínas integrales, ocupan todo el espesor del axolema se encuentran. la bomba de sodio-potasio, capaz de transportar activamente sodio hacia el extracelular intercambiándolo por potasio. canales para Na sensibles a voltaje, que determinan en la inversión del voltaje de la membrana ya que al abrirse y permitir la entrada de Na+ hacen que el interior de la membrana se vuelva positiva, canales para K sensibles a voltaje, cuya activación contribuye al retorno a la polaridad inicial, por salida de iones K desde el interior del axoplasma. En las fibras nerviosas amielínicas el impulso se conduce, como una onda continua de inversión de voltaje hasta los botones terminales de los axones en la forma indicada en el párrafo anterior. La velocidad que es proporcional al diámetro del axón y varía entre 1 a 100 m/s. En las fibras nerviosas mielínicas, el axón está cubierto por una vaina de mielina formada por la aposición de una serie de capas de membrana celular, que actúa como un aislante eléctrico del axón. A lo largo del axón, la mielina es formada por células sucesivas y en cada límite intercelular existe un anillo sin mielina que corresponde al nodo de Ranvier (Figura 262).

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APUNTES DE HISTOLOGIA Es en este sitio donde puede ocurrir flujo de iones a través de la membrana axonal. A nivel de los nodos de Ranvier el axolema tiene una alta concentración de los canales de Na sensibles a voltaje. La consecuencia es una conducción saltatoria del potencial de acción ya que la inversión del voltaje inducido a nivel de un nódulo de Ranvier se continúa por propagación pasiva rápida de la corriente por el interior del axón y por el extracelular hasta el nódulo siguiente donde produce la inversión del voltaje. La consecuencia de esta estructura es que en los axones mielínicos la conducción del impulso nervioso es más rápida. La velocidad de conducción del impulso nervioso es proporcional al diámetro del axón y a la distancia entre los nodos de Ranvier.

Figura 262 3) SINAPSIS Conducen el impulso nervioso sólo en una dirección. Desde el terminal pre-sináptico se envían señales que deben ser captadas por el terminal post-sináptico. Son las zonas de relación interneuronales o entre una neurona y un órgano efector, a través de los cuales se produce la transmisión del impulso nervioso. Por lo tanto, las sinapsis constan de tres elementos: el elemento presináptico, el elemento postsináptico y, entre ambos y limitada por ellos, la hendidura sináptica.

Figura 263. Estructura de una sinapsis química.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Hay que señalar que tanto las dendritas como los axones pueden formar parte de las sinapsis como elementos presinápticos o postsinápticos. De manera que, según los elementos que constituyen las sinapsis, éstas pueden ser: axodendrítica (que son las más numerosas), axoaxónica, axosomática, dendrodendrítica, dendrosomática, somatodendrítica y somatosomática.

Figura 264. Algunos tipos de sinapsis: A) axodendrítica, B) axosomática, C) dendrodendrítica y D) axoaxónica. La mayoría de las sinapsis tienen como soporte de la transmisión un mediador químico, el neurotransmisor, que es liberado en la porción presináptica. El mediador químico se une a los receptores situados en la membrana de la zona postsináptica y se desencadenan los acontecimientos que alteran la permeabilidad de la membrana. Sin embargo, en algunas ocasiones, la transmisión es eléctrica, existiendo mecanismos de unión intercelular entre las membranas presináptica y postsináptica de tipo gap-junction, que representan puentes de baja resistencia a través de los cuales pasan los iones con relativa facilidad. Por último, en pocas ocasiones se observa un mecanismo de transmisión mixto, en parte químico y en parte eléctrico. Hay que destacar que las sinapsis eléctricas y mixtas se están encontrando con frecuencia creciente en los mamíferos. La transmisión sináptica no es un simple paso de un potencial de acción de una neurona a otra, sino que es una compleja actividad que permite seleccionar, graduar y modular la actividad nerviosa. Algunas de las transmisiones sinápticas entre neuronas y células afectarás ya las conocemos, como es el caso de la placa motora o la unión mioneural, que es semejante a ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA las sinapsis interneurales químicas. Las sinapsis entre neuronas vegetativas y músculo liso y cardíaco son menos precisas, y la transmisión se produce de forma más difusa. Estructura de la sinapsis química Las terminaciones presinápticas, generalmente axónicas, aparecen a menudo dilatadas, constituyendo los botones sinópticos o terminales. Pero el axón puede terminar también en ramas delgadas que rodean el cuerpo o las dendritas de otras neuronas (terminaciones en cesta) o se entretejen con las dendritas postsinápticas constituyendo una compleja malla. Sea cual fuere la estructura que adopte el elemento presináptico, éste tiene unas características comunes, como son la presencia en el seno del citoplasma de numerosas mitocondrias y abundantes vesículas o gránulos que contienen el neurotransmisor. Estas vesículas están rodeadas de membranas y su forma está en relación con el producto químico que contienen: las claras y esferoidales son de acetilcolina, las aplanadas contienen un mediador inhibidor; las que tienen un pequeño centro denso corresponden a catecolaminas, y las de centro denso grande contienen péptidos. La cara interna de la membrana presináptica aparece engrosada por la presencia de una compleja red, denominada rejilla presináptica donde asientan individualmente en cada espacio del retículo las moléculas del neurotransmisor.

Figura 265. Aspecto tridimensional de una terminación presináptica, donde se aprecia la rejilla presináptica. Las membranas presináptica y postsináptica están intactas y separadas por un estrecho espacio de 20-30 nm de anchura, denominado hendidura sinóptica, que puede contener finos filamentos y un material mucopolisacárido. El elemento postsináptico está representado principalmente por las espinas dendríticas, que muestran un engrosamiento de la membrana electrónicamente denso, situándose sobre su superficie interna una red de material filamentoso denso, denominado aparato subsináptico. A este nivel el citoplasma carece de las vesículas y mitocondrias descritas en el elemento presináptico.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Existen dos tipos de sinapsis, eléctricas y químicas que difieren en su estructura y en la forma en que transmiten el impulso nervioso. Sinapsis eléctricas: corresponden a uniones de comunicación entre las membranas plasmáticas de los terminales presinápticos y postsinápticos, las que al adoptar la configuración abierta permiten el libre flujo de iones desde el citoplasma del terminal presinático hacia el citoplasma del terminal postsináptico. Sinapsis química: se caracterizan porque las membranas de los terminales presinápticos y postsináptico están engrosadas y separadas de la hendidura sináptica, espacio intercelular de 20-30 nm de ancho. El terminal presináptico se caracteriza por contener mitocondrias y abundantes vesículas sinápticas, que son organelos revestidos de membrana que contienen neurotransmisores (Figura 266)

Figura 266 Al fusionarse las vesículas sinápticas con la membrana se libera el neurotransmisor que se une a receptores específicos localizados en la membrana post-sináptica, en la cual se concentran canales para cationes activados. Al llegar el impulso nervioso al terminal presináptico se induce: la apertura de los canales para calcio sensibles a voltaje, el subir el calcio intracelular se activa la exocitosis de las vesículas sinápticas que liberan al neurotransmisor hacia la hendidura sináptica. La unión del neurotransmisor con su receptor induce en la membrana postsinática la apertura de los canales para cationes activados determinando cambios en la permeabilidad de la membrana que pueden: inducir la despolarización de la membrana postsinática: sinapsis excitatorias; o hiperpolarizar a la membrana postsinápticas: sinapsis inhibitorias. La sumatoria de los impulsos excitatorios e inhibitorios que llegan por todas las sinapsis que se relacionan con a cada neurona (1000 a 200.000) determina si se produce o no la descarga del potencial de acción por el axón de esa neurona Funcionamiento de las sinapsis En la sinapsis química el potencial de acción llega a la región presináptica, las membranas de las vesículas de neurotransmisor se unen con la membrana plasmática, se ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA rompe la zona de fusión y se libera el contenido por exocitosis. Este proceso es desencadenado por el ion calcio; la permeabilidad de la membrana para este ion incrementa el potencial de acción, de manera que la cantidad de neurotransmisor liberado es proporcional a la entrada del calcio. La sustancia transmisora se fija sobre receptores especiales de la membrana postsináptica, provocando una modificación en su permeabilidad para el ion sodio, que se incrementa cambiando el potencial de reposo de aquélla. Si el potencial de membrana postsináptica alcanza el umbral de excitación, se transmite un potencial de acción por la neurona postsináptica. Es una sinapsis excitadora. Por el contrario, si la sustancia transmisora disminuye la permeabilidad de la membrana postsináptica, el umbral de excitación se eleva y el efecto es inhibitorio, al producirse una hiperpolarización que reduce la excitabilidad de la neurona a otros estímulos. Es la inhibición postsináptica o directa, cuyo mediador químico parece ser el aminoácido glicina. Existe otro mecanismo inhibitorio en la transmisión del impulso nervioso que es la inhibición presináptica, proceso que reduce la cantidad de transmisor sináptico liberado por los potenciales de acción que llegan al elemento presináptico, por lo tanto, hay menor excitación de la célula postsináptica. El mediador químico de esta inhibición presináptica es muy posiblemente el ácido gamma-aminobutírico (GABA). En cualquier caso estos fenómenos han de ser reversibles, lo cual es garantizado por la rápida inactivación del neurotransmisor, bien por degradación enzimática (caso de la acetilcolinesterasa) o por recaptación por las terminaciones nerviosas que lo han liberado. La reversibilidad del proceso permite que la transmisión de la información tenga la precisión requerida. Las sustancias neurotransmisoras que se encuentran en la sinapsis son muy variables, y éstas se denominan según el mediador utilizado. Sin embargo, aún no se conoce la sustancia neurotransmisora de numerosas sinapsis. El mediador más extendido es la acetilcolina (sinapsis colinérgicas), que se encuentra en las terminaciones preganglionares del sistema nervioso autónomo, en las placas motoras, en todas las terminaciones posganglionares parasimpáticas y en algunas posganglionares simpáticas. También es un mediador en el SNC y en la retina. La reversibilidad en los procesos mediados por esta sustancia se debe a su hidrólisis desencadenada por la acetilcolinesterasa, enzima que se encuentra en grandes cantidades en las membranas postsinápticas. La noradrenalina (sinapsis noradrenérgicas) es el mediador en la mayoría de las sinapsis posgangliosimpáticas del sistema nervioso autónomo. La dopamina (sinapsis dopaminérgicas) se encuentra en los ganglios simpáticos. Noradrenalina, dopamina, adrenalina (sinapsis adrenérgicas), serotonina (sinapsis serotoninérgicas), histamina, sustancias polipeptídicas y otros agentes se han localizado como mediadores en el SNC. Ya hemos visto la actividad mediadora de la glicina y el GABA en las sinapsis inhibidoras. La facilitación, oclusión y modulación de la sinapsis están condicionadas por el fenómeno de la convergencia y la divergencia sináptica. Efectivamente, muchas ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA neuronas presinápticas convergen en una sola neurona postsináptica. Pero, a su vez, los cilindroejes de las neuronas presinápticas se dividen en sus terminaciones en muchas ramificaciones que divergen para terminar en numerosas neuronas postsinápticas. De esta forma, el número de vías posibles que puede tomar un impulso nervioso a través de una compleja red neuronal es incalculable. Este concepto no se contradice con el carácter generalmente unidireccional que presenta la transmisión del impulso nervioso desde el elemento presináptico al postsináptico, debido a que las moléculas de neurotransmisor se encuentran sólo en cantidad estimable en las terminaciones presinápticas. La convergencia de diversas sinapsis en un mismo elemento postsináptico acarrea los fenómenos de facilitación o sumación y oclusión o disminución de la intensidad del impulso. Ya hemos señalado que el transporte del impulso en la sinapsis eléctrica se produce por transmisión fónica directa a través de las uniones intercelulares de tipo gap, que representan zonas de baja resistencia eléctrica. 4) UNIONES INTERCELULARES DE LAS NEURONAS Las neuronas se asocian entre sí y con otras células en estructuras especializadas que permiten: inducir la descarga del impulso nervioso de una neurona sensitiva por asociación de la ramificación terminal periférica de su axón con células epiteliales de los receptores sensoriales. estimular la acción de células efectoras de otros tejidos, gracias a la capacidad del terminal axónico de asociarse a estas células. De hecho a este tipo de uniones se les considera un tipo especial de sinapsis química. transmitir el impulso nervioso desde una neurona a otra mediante estructuras especializadas, las sinapsis, que se encuentran el sitio de contacto de cada terminal axónico con las dendritas o el pericarion de otra neurona.

F – FUNCIONES TRÓFICAS DE LAS NEURONAS Además de las funciones de tratamiento de la información y de emisión de respuestas en forma de un impulso nervioso que se transmite (neurotransmisión) o de secreción de sustancias que actúan a distancia sobre células objetivo (neurosecreción), la neurona realiza otras funciones denominadas tróficas, que engloban todas las influencias recíprocas de las neuronas entre sí y con sus células objetivo, que determinan la aparición de modificaciones estructurales y funcionales en uno o ambos elementos de este conjunto. Así, determinadas uniones sinápticas que establecen las conexiones interneurales, durante el desarrollo embrionario o durante los procesos regenerativos pertenecen a este capítulo de las funciones tróficas. De esta manera, la llegada de una terminación presináptica a una neurona determina en ésta la diferenciación en la membrana postsináptica, con la aparición de receptores de membrana específicos para el neurotransmisor de la neurona presináptica. Asimismo la neurona postsináptica ejerce una función trófica, de forma que atrae a determinadas terminaciones presinápticas para relacionarse con ella. Esta quimioespecificidad podría tener su origen en la síntesis y secreción de productos específicos, distintos de las neurotransmisiones, que son las proteínas tróficas. Estas proteínas serían las responsables de la génesis de los circuitos en la época embrionaria, ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA garantizarían las posibles regeneraciones y mantendrían la estabilidad funcional de las conexiones interneurales. Asimismo, podrían intervenir en el bloqueo selectivo de determinadas sinapsis, facilitando el protagonismo de otras de mayor rango (plasticidad sináptica funcional).

G - SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Es la parte del sistema nervioso contenida en las cavidades óseas del cráneo y la columna vertebral y está representado por el encéfalo (cerebro, cerebelo y tronco del encéfalo) y la médula espinal. Está constituido por neuronas, células gliales y vasos sanguíneos, que se encuentran muy apiñados, con escasos espacios extracelulares. Las neuronas representan un porcentaje relativamente pequeño de las células del SNC. El resto lo constituyen células de sostén denominadas en conjunto neuroglia, las cuales se encuentran en mayor proporción respecto a las neuronas (relación entre 10:1 y 50:1) y constituyen más de la mitad del peso del SNC. Existen cuatro tipos de células gliales: astrocitos, oligodendrocitos, células ependimarias y microglia. Las dos primeras forman la macroglia. Los astrocitos se dividen en protoplásmicos y fibrosos. Los primeros se encuentran principalmente en la sustancia gris y poseen numerosas prolongaciones gruesas y ramificadas. Los astrocitos fibrosos predominan en la sustancia blanca y contienen menor número de prolongaciones, largas, delgadas y generalmente no ramificadas. Estos dos tipos pueden corresponder a distintas manifestaciones morfológicas de una misma célula, dependiendo de su localización y estado metabólico. Los astrocitos presentan por lo tanto una forma estrellada, con un cuerpo central que contiene el núcleo y unas prolongaciones que muestran numerosos haces de microfilamentos (gliofilamentos), que se encuentran también en el cuerpo. Las prolongaciones astrocitarias establecen contactos sobre sí, constituyendo un entramado tridimensional que proporciona un soporte estructural a las neuronas y contribuye a su nutrición y actividad metabólica. Otras se dirigen hacia la sinapsis en forma de lengüetas que las rodean y participan en la selectividad de la transmisión nerviosa. Asimismo, las prolongaciones astrocitarias rodean por completo a los capilares sanguíneos, a los que separan totalmente de las neuronas, interviniendo en la regulación de los intercambios entre la sangre y el SNC. Estas prolongaciones vasculares se denominan pies chupadores. Por último existe una serie de proyecciones astrocitarias que se alinean de forma continua a lo largo de la superficie interna de la piamadre, rodeando el encéfalo y la médula espinal, para formar una especie de membrana denominada vaina glial externa o revestimiento astrocitario marginal. Esta vaina interviene en los intercambios entre el líquido cefalorraquídeo (LCR) y el SNC.

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Figura 267. Astrocitos y vaina glial externa (VGE) o revestimiento astrocitario marginal. Los oligodendrocitos tienen un cuerpo celular de pequeño tamaño, del que sale una serie de prolongaciones citoplasmáticas más finas y menos numerosas que en los astrocitos. El cuerpo contiene el núcleo y en el citoplasma se encuentran ribosomas libres, cisternas del retículo endoplásmico rugoso, grandes aparatos del Golgi y numerosas mitocondrias. Tanto en el cuerpo como en las prolongaciones se encuentran numerosos haces de microtúbulos paralelos. Existen dos tipos según su localización y función: perineuronales, que se encuentran exclusivamente en la sustancia gris asociados a los cuerpos neuronales, e interfasciculares, localizados entre fascículos de fibras nerviosas de la sustancia blanca y que se encargan de la elaboración de la mielina. La formación de la mielina se produce por el enrollamiento de las prolongaciones de los oligodendrocitos alrededor de los axones, depositándose sucesivas capas de su membrana plasmática que originan la estructura laminar de la mielina. Un solo oligodendrocito produce los segmentos mielínicos de varios axones.

Figura 268. Formación de la vaina de mielina por un oligodendrocito. Las células microgliales forman parte del sistema de los fagocitos mononucleares. Las células precursoras son los monocitos sanguíneos que penetran dentro del parénquima del SNC y que, en caso de lesiones, proliferan y se hacen fagocíticas. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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El epéndimo tapiza el canal central de la médula espinal y los ventrículos cerebrales y está constituido por un epitelio simple cúbico o prismático que presenta, en la superficie orientada hacia la luz, gran número de microvellosidades y, en ocasiones, cilios. Las células están unidas lateralmente por desmosomas y zónulas occludens. La cara basal presenta largas prolongaciones delgadas que se ramifican y penetran en la sustancia del tejido nervioso central, pudiendo alcanzar su superficie externa, y forman parte de la vaina glial externa. Interviene en los intercambios entre el LCR y el SNC. El epéndimo constituye un epitelio secretor en los ventrículos cerebrales, donde contacta con una región de la piamadre ricamente vascularizada, denominada tela coroidea. El epéndimo modificado y la tela coroidea constituyen los plexos coroideos, lugar de producción del LCR. Los capilares del SNC son de tipo continuo y muestran estrechos mecanismos de unión (bandas de cierre) entre las caras laterales, apoyándose sobre una lámina basal continua que se desdobla en ocasiones para envolver a los pericitos. Las vesículas de micropinocitosis son muy escasas en las células endoteliales y los capilares se encuentran rodeados por las prolongaciones astrocitarias que constituyen los pies chupadores. Todo ello hace que los intercambios entre la sangre y el tejido nervioso central sean muy restrictivos y selectivos, mucho más que en el resto de los tejidos. Esta estrecha barrera limitante de los intercambios es la barrera hematoencefálica. 1) ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL El parénquima del SNC está siempre limitado en profundidad por el epitelio ependimario y superficialmente por la vaina glial externa o revestimiento astrocitario marginal. Entre estos dos límites se disponen las neuronas, las células gliales y los capilares sanguíneos, únicos constituyentes de este tejido que se disponen de una forma determinada, lo que permite reconocer dos zonas claramente diferenciadas tanto desde el punto de vista morfológico como funcional: la sustancia gris y la sustancia blanca. En la médula espinal la sustancia gris ocupa la porción central y por fuera se sitúa la sustancia blanca. En la corteza cerebral y cerebelosa la sustancia gris se dispone en la periferia, recubriendo a la sustancia blanca. En el seno de esta sustancia blanca se encuentran agregados de sustancia gris denominados núcleos. 2) SUSTANCIA GRIS. Contiene los cuerpos celulares de las neuronas, sus dendritas y la porción inicial del axón aún sin mielinizar, así como la porción terminal de axones procedentes de neuronas próximas o situadas a distancia que establecen sinapsis a este nivel. Por lo tanto es en la sustancia gris donde se producen las sinapsis. Los astrocitos son más abundantes que los oligodendrocitos, predominando la forma protoplásmica en los primeros y la perineuronal en los segundos. Los capilares sanguíneos son muy abundantes, lo que atestigua la gran actividad metabólica que presenta la sustancia gris. 3) SUSTANCIA BLANCA. Está constituida por haces o fascículos de axones y sus cubiertas. En ella no se producen sinapsis, y su función principal es la conducción de los impulsos nerviosos. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA Los oligodendrocitos son más abundantes que los astrocitos, predominando los interfasciculares en los primeros, y los fibrosos en los segundos. Los oligodendrocitos se encargan de la producción de la mielina. Los capilares sanguíneos son menos abundantes que en la sustancia gris, como asimismo es menor la actividad metabólica.

H - CÉLULAS DE SOSTÉN En el tejido nervioso del SNC, por cada neurona hay entre 10 a 50 células de neuroglia (Figura 269), y que a diferencia de las neuronas retienen su capacidad de proliferar

Figura 269

Figura 270

Existen 4 clases de células de neuroglia: astrocitos (astroglia) oligodendrocitos (oligodendroglia) células ependimarias microglia En el tejido nervioso del SNP, tanto las neuronas, en los ganglios, como los axones ubicados en las fibras nerviosas, están rodeadas por de células de sostén (Figura 270). Se distinguen dos tipos: células de Schwann células satélites o capsulares 1) ASTROCITOS Tienen formas estrelladas y presentan largas prolongaciones que se extienden hacia las neuronas y hacia los láminas basales que rodean a los capilares sanguíneos (pies terminales) (Figura 271), o que separan al tejido nervioso del conjuntivo laxo de la piamadre, constituyendo la glía limitante

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Figura 271

Figura 272

Figura 273 Las prolongaciones de los astrocitos contienen manojos de filamentos intermedios específicos formados por la proteína ácida fibrilar. Se han identificado dos tipos de astroglia: astrocitos fibrosos que se asocian de preferencia a las fibras nerviosas de la sustancia blanca (Figura 272) y astrocitos protoplasmáticos que se concentran de preferencia asociados a los pericariones, dendritas, terminaciones axónicas en la sustancia gris (Figura 273) 2) OLIGODENDROCITOS Son más pequeños y con menos prolongaciones que la astroglia (Figura 274). Su núcleo es rico en heterocromatina y su citoplasma contiene ergastoplasma, polirribosomas libres, un aparato de Golgi desarrollado y un alto contenido n microtúbulos, tanto en el citoplasma que rodea al núcleo como en sus prolongaciones. Su función más notable es la formación de la mielina, que rodea a los axones del SNC.

Figura 274 El proceso de mielinización del axón por el oligodendrocito es similar al de la célula de Schwann. Sin embargo una oligodendroglia puede formar mielina en cada una de sus ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA prolongaciones que se adhieren inicialmente a un axón, de modo que internodos mielinizados de varios axones dependen un oligodendrocito 3) CÉLULAS EPENDIMARIAS Forman un tipo de epitelio monoestratificado que reviste las cavidades internas del SNC que contienen al líquido cefalorraquídeo (ventrículos y conducto del epéndimo). Se unen entre sí por complejos de unión similares a los epiteliales pero carecen de zona de oclusión, de modo que el líquido cefalorraquídeo se comunica con los espacios intercelulares existentes entre las células nerviosas y las glías. Presentan además largas prolongaciones en su zona basal que se asocian a las prolongaciones de la astroglia y en su superficie apical presenta microvellocidades y cilios. 4) MICROGLIA Se caracterizan por ser pequeñas, con un denso núcleo alargado y prolongaciones largas y ramificadas. Contienen lisosomas y cuerpos residuales. Si bien se la clasifica generalmente como célula de la neuroglia ellas presentan el antígeno común leucocítico y el antígeno de histocompatibilidad clase II, propio de las células presentadoras de antígeno. 5) CÉLULAS DE SCHWANN Las células de Schwann se originan de la cresta neural y acompañan a los axones durante su crecimiento, formando la vaina que cubre a todos los axones del SNP desde su segmento inicial hasta sus terminaciones. Ellas son indispensables para la integridad estructural y funcional del axón.

Figura 275

Figura 276

Figura 277

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Fibras nerviosas amielínicas: cuando el axón asociado a la célula de Schwann es de pequeño diámetro se aloja en una concavidad de la superficie de la célula de Schwann, rodeado por espacio intercelular y conectado hacia el exterior mediante el mesaxón. Varios axones pueden estar alojados de esta forma en la misma célula (Figura 275). Fibras nerviosas mielínicas: Los axones de mayor diámetro inducen el proceso de formación de la mielina por la célula de Schwann (Figura 276) En las fibras mielínicas cada célula de Schwann rodea a solo un axón y su vaina de mielina se ubicada vecina al axón con el resto de su citoplasma en la zona externa. Por fuera, la célula de Schwann se asocia mediante su lámina basal que al endoneuro. El largo de cada célula de Schwann varía entre 200 -2000 µm. Entre las sucesivas células de Schwann existen zonas sin mielina llamadas los nodos de Ranvier. (Figura 277). La mielina está compuesta por capas de membrana de la célula de Schwann las cuales se disponen así durante el proceso de mielinización, el cual comienza con la invaginación de un axón superficie de la célula de Schwann, de manera que el axolema se adosa estrechamente a la membrana plasmática de la célula de Schwann por una parte, y las membranas de la célula de Schwann que se enfrentan en el mesaxón (Figura 278). Se produce luego un crecimiento en espiral del citoplasma de la célula de Schwann que se traduce en un crecimiento del mesaxón en forma tal que se enfrentan las membranas plasmáticas de la célula de Schwann por sus caras extracelulares y por sus caras intracelulares (Figura 279) Al fusionare las caras extracelulares se genera la llamada línea interperiodica (línea densa menor) y al desplazarse el citoplasma y fusionarse las caras intracelulares de las membranas se originan las líneas periódicas ( líneas densas mayores) (Figuras 280 y 281)

Figura 278

Figura 279

Figura 280

Figura 281

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El citoplasma de la célula de Schwann permanece (Figura 282): junto al axón; junto a la superficie externa de la célula entre las lamelas internodales de la mielina: en las cisuras de ScmidtLantermann a nivel de los nodos de Ranvier, el citoplasma en los extremos celulares de cada vuelta de mielina permanece y no ocurre la fusión de las membranas plasmáticas. La lengüeta más externa de la célula de Schwann y su lámina basal cubren al axón en esta zona.

Figura 282 6) CÉLULAS SATÉLITES O CAPSULARES Son células pequeñas localizadas en los ganglios, alrededor del pericarion (Figura 283), las dendritas y terminales axónicos (Figuras 284 y 285). Están rodeadas por lámina basal y separan a las células nerviosas del estroma fibrocolagenoso presente en el tejido propio del SNP (Figuras 285 y 286).

Figura 283

Figura 284

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Figura 285

Figura 286

G - ESTRUCTURA BÁSICA DEL SISTEMA NERVIOSO PERIFERICO Es la prolongación del SNC, situado por fuera de las cavidades óseas craneal y raquídea y representado por los ganglios, los nervios periféricos y terminaciones nerviosas. Sus elementos constituyentes son las neuronas, las células de Schwann y asimiladas, los capilares sanguíneos y el tejido conjuntivo. 1) GANGLIOS Constituidos por la reunión en cantidad variable de cuerpos neurona- les, junto con los axones y las dendritas que de ellos se originan, y los axones que terminan o pasan por esta estructura. Entre estos elementos se dispone una fina red de tejido conjuntivo procedente de la cápsula fibrosa, que contiene los vasos sanguíneos. Envolviendo externamente al ganglio se encuentran dos cápsulas: una externa, de tejido conjuntivo, y otra interna constituida por una capa simple de células cúbicas de sostén denominadas células capsulares o satélites. Existen dos grandes grupos de ganglios: los craneales y espinales, por una parte, y los vegetativos, por otra. Los craneales y espinales son dilataciones globulares situadas en las raíces sensoriales de los nervios correspondientes y contienen un número muy variable de cuerpos neuronales, que son de tipo seudomonopolar. La prolongación nerviosa se divide en dos ramas: la dendrita funcional se dirige a un órgano receptor, y el axón funcional penetra en el SNC. En estos ganglios no se producen sinapsis. Los ganglios vegetativos contienen cuerpos de neuronas motoras viscerales eferentes y corresponden a dilataciones a lo largo de la cadena simpática o en las paredes de diferentes órganos. Son neuronas multipolares que establecen numerosas sinapsis. 2) FIBRAS NERVIOSAS Y NERVIOS Una fibra nerviosa está constituida por un axón o cilindroeje rodeado de sus correspondientes cubiertas. Las agrupaciones de fibras nerviosas constituyen los nervios periféricos. Cada axón de una fibra nerviosa está siempre rodeado por una hilera secuencial de células de Schwann. Además, las fibras nerviosas pueden estar rodeadas por una capa de un material lipoprotéico denominado mielina, por lo que se dividen en mielínicas y amielínicas. Las células de Schwann son aplanadas, con un núcleo alargado ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA central y contienen los orgánulos habituales de la célula. Externamente están delimitadas por una membrana plasmática revestida por una membrana basal. La célula de Schwann es la encargada de la producción de la vaina de mielina en las fibras del SNC. Una fibra nerviosa amielínica está constituida por un haz de axones rodeados por una sucesión idéntica de células de Schwann, es decir, que cada célula de Schwann contiene en el interior de su citoplasma varios axones, en general más de 15. Cada cilindroeje está incluido en una invaginación de la célula de Schwann, suspendido de su superficie por un mesoaxón, que constituye una especie de pedículo. Una fibra nerviosa mielínica está constituida por un solo axón asociado a una misma secuencia de células de Schwann y rodeado por una vaina de mielina, es decir, que cada célula de Schwann contiene un solo axón en el interior de su citoplasma. La mielina es un producto lipoprotéico generado por un depósito sucesivo de membrana plasmática de células de Schwann, producido por el enrollamiento progresivo del mesoaxón alrededor del cilindroeje. Ultrastructuralmente, la mielina presenta una composición laminar, con una ordenada disposición de bandas densas y claras. Cada banda clara aparece a su vez dividida en mitades por una línea densa central intraperiódica más fina. La línea densa mayor principal es la consecuencia de la aposición de las superficies internas del plasmalema de la célula de Schwann. La línea intraperiódica más fina se produce por la fusión de las superficies externas de la membrana plasmática schwanniana. La primera envoltura de la membrana de la célula de Schwann alrededor del axón constituye la unión axomielínica, denominada mesoaxón interno. La fusión entre la laminilla superficial de la vaina mielínica y el plasmalema schwanniano es el mesoaxón externo.

Figura 287. Estructura de una fibra nerviosa amielínica (A) y otra mielínica (B). En ambos casos se ha cortado transversalmente la fibra para mostrar la relación de los axones con las células de Schwann, que, en el caso de las fibras amielínicas, puede contener numerosos axones. ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Figura 288. Estructura laminar de la mielina. Tanto la vaina neurilémica como la capa de mielina se hallan interrumpidas periódicamente en toda su extensión por puntos de discontinuidad que carecen de estas estructuras, denominados nódulos o nodos de Ranvier. Cada segmento comprendido entre dos nodos de Ranvier consecutivos corresponde a un internodo o segmento internodal. A menudo se aprecian zonas locales de separación entre las láminas de mielina, denominadas cisuras o hendiduras de Schmidt-Lantermann, y son consecuencia del proceso de la elaboración de la mielina. La velocidad de transmisión del impulso a través de una fibra nerviosa es proporcional al diámetro de ésta. El calibre de las fibras mielínicas es mucho mayor que el de las amielínicas, por lo que su velocidad de conducción es superior. Además, en las fibras mielinizadas los impulsos se transmiten de nódulo a nódulo, debido a que la mielina es una sustancia aislante, fenómeno que se denomina conducción saltatoria, por lo que la velocidad de conducción se incrementa en estas fibras. Los nervios periféricos están constituidos por varias fibras nerviosas unidas por una delicada trama de tejido conjuntivo denominado endoneuro. Son fibras sensitivas (aferentes) y/o motoras (eferentes) que pueden estar mielinizadas o no. Las fibras individuales se reúnen en fascículos, los cuales, a su vez, están englobados por haces de fibras colágenas conjuntivas y por una serie de capas concéntricas de células aplanadas denominadas perineurales.

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Figura 289. Formación de la mielina y origen de los mesoaxones.

Figura 290.Disposición de la mielina y conducción saltatoria. La envoltura externa de los haces de fibras nerviosas constituyen el perineuro. Un conjunto de fascículos de fibras nerviosas envueltos periféricamente por una capa de tejido conjuntivo, denominado epineuro, constituye el nervio periférico. Las envolturas conectivas del nervio son zonas de tránsito de vasos sanguíneos.

Figura 291. Estructura de un nervio periférico. 3) TERMINACIONES NERVIOSAS Son zonas de relación entre estructuras nerviosas y otros elementos periféricos no nerviosos, que permiten el paso de impulso nervioso de forma eferente hacia un efector o de forma aferente desde un receptor sensitivo. Las fibras nerviosas eferentes periféricas (motoras) se dividen en dos grupos. Uno está representado por las fibras somáticas eferentes, que terminan en el músculo esquelético originando las placas motoras o uniones neuromusculares, ya conocidas. Cuanto mayor la capacidad de precisión de los músculos para efectuar sus movimientos, mayor el número de unidades motoras que poseen. Una unidad motora es el conjunto de células musculares esqueléticas inervadas por una neurona motora. El segundo grupo lo

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APUNTES DE HISTOLOGIA constituyen las fibras nerviosas vegetativas eferentes, que estimulan el epitelio glandular y los músculos liso y cardíaco, presentándose como terminaciones libres. Los receptores son capaces de transformar los estímulos químicos y físicos en impulsos nerviosos. Su morfología es muy variada, pudiéndose presentar como terminaciones nerviosas libres o encapsuladas. Las terminaciones nerviosas libres, ampliamente distribuidas, se hallan en la piel (discos táctiles de Merkel), estroma de órganos viscerales, fascias profundas, músculo y membranas serosas y mucosas. Estas terminaciones libres proceden de finas ramificaciones de los nervios, que pierden su envoltura de células de Schwann y mielina, finalizando en forma desnuda entre los elementos del tejido en el que asientan. Las terminaciones nerviosas encapsuladas o receptores corpusculares corresponden a las porciones terminales desnudas de fibras nerviosas rodeadas por unas células denominadas corpusculares y, periféricamente, por una cápsula conjuntiva. La organización, función y localización de estas terminaciones son muy complejas y variadas. Algunas de estas terminaciones son: corpúsculos de Meissner (tacto), corpúsculos de Ruffini (calor), corpúsculos de Vater-Pacini (propiocepción y presión), bulbos terminales de Krause (frío y presión), corpúsculos genitales (tacto y presión), aparatos neurotendinosos de Golgi (propiocepción) y husos neuromusculares (propiocepción). En el SNP las células nerviosas se organizan formando dos tipos de estructuras: NERVIOS que son haces de fibras nerviosas, mielínicas o amielínicas, mantenidas juntas por tejido conjuntivo organizado en forma específica (Figura 292). Los axones de las fibras nerviosas pueden pertenecer a neuronas motoras del SNC, neuronas sensitivas y neuronas pre o post-ganglionares del SNA GANGLIOS que contienen los somas de las neuronas. En los ganglios del sistema nervioso autónomo se encuentran los terminales axónicos de las neuronas pre-ganglionares y el pericarion, dendritas y axones de las neuronas post-ganglionares efectoras (Figuras 293 y 294). En los ganglios raquídeos, además de las neuronas se encuentran sólo sus células satélites

Figura 292

Figura 293

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Figura 294 La unidad estructural es el FASCÍCULO NERVIOSO formado por fibras nerviosas rodeadas por el perineuro, derivado del tejido conjuntivo (Figuras 295 Y 296)

Figura 295

Figura 296

El perineuro está formado por células muy aplanadas las cuales se han diferenciado tomando un aspecto epiteloide, (Figura 297) , se rodeas de lámina basal y se disponen en capas, entre ellas existe sustancia fundamental con fibrillas de colágeno III y finas fibras elásticas (Figura 298). El perineuro forma una envoltura continua que acompaña a las fibras nerviosas hasta sus terminaciones ya que juega un rol muy importante en la regulación de la composición del medio que rodea a las fibras nerviosas (Figuras 299 y 300).

Figura 297

Figura 298

Figura 299

Figura 300

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Al interior del fascículo las fibras nerviosas están rodeadas por el endoneuro, cuyo principal componente son fibrillas de colágeno o III, orientadas paralelas a las fibras nerviosas (Figura 301) y rodeadas de matriz extracelular rica en proteoglicanos.

Figura 301

Figura 302

Figura 303 Los fascículos nerviosos pueden agruparse formando los NERVIOS propiamente tales, en los cuales varios fascículos se agrupan rodeados por el epineuro que es una vaina de tejido conjuntivo que tiende a ser más bien laxo entre los distintos fascículos pero que se hace bastante fibroso en la periferia, estructurando los troncos nerviosos (Figuras 302 y 303) El epineuro es un tejido conjuntivo corriente, rico en fibroblastos y en fibrillas de colágeno I, que forman fibras colágenas 4) GANGLIOS NERVIOSOS Corresponden a acúmulos de cuerpos neuronales y prolongaciones nerviosas que en el caso de los ganglios sensitivos y de gran parte de los ganglios del SNS corresponden a órganos esféricos protegidos por cápsulas de tejido conjuntivo de características similares al perineuro y al epineuro. (Figura 304)

Figura 304 ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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Los cuerpos celulares de las neuronas están rodeados por las células satélites que se asocian a un tejido intersticial de características similares al endoneuro el cual rodea también a las fibras nerviosas dentro del ganglio (Figuras 305, 306, 307,308).

Figura 305

Figura 306

Figura 307

Figura 308

I - ESTRUCTURA BÁSICA DEL TEJIDO NERVIOSO DEL SNC La organización de este tejido recuerda su origen epitelial (Figuras 309 y 310)

Figura 309

Figura 310

Se extiende desde los conductos que contienen al líquido cefalorraquídeo hasta la primera capa de tejido conjuntivo que lo rodea externamente: la piamadre de la cual está separado por una lámina basal. El tipo de organización estructural que define las propiedades del SNC son las complejas redes interneuronales que lo forman ubicándose la mayor parte del cuerpo de estas neuronas en la sustancia gris, proyectándose hacia los axones mielinizados hacia la

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APUNTES DE HISTOLOGIA sustancia blanca, para conectar entre sí a neuronas ubicadas en distintas zonas del encéfalo o la médula espinal. 1) REDES NEURONALES Como ejemplo: Corteza Cerebelosa La sustancia gris, dispuesta vecina a la superficie externa de las laminillas cerebelosas (Figura 311) está formada por neuronas dispuestas en tres capas diferentes (Figura 312): la capa externa o molecular y la externa o glomerulosa, que contienen neuronas más bien pequeñas.

Figura 311

Figura 312

Entre ambas se ubica la capa de las células de Purkinje, grandes neuronas dispuestas en una sola capa, cuyas dendritas se proyectan hacia la capa molecular y su axón atraviesas la capa granulosa y se dirige hacia la sustancia blanca ubicada al centro de cada laminilla. La citoarquitectura de las neuronas cerebelosas y la posible interacción entre ellas las estableció el histólogo español Ramón y Cajal usando cortes histológicos teñidos con la técnica de Golgi, mediante la cual en cada corte se tiñen sólo pocas neuronas pero cada una de ellas se tiñe entera. La observación de muchos cortes de cerebelo en cada uno de los cuales se teñían distintos grupos de neuronas le permitió a Ramón y Cajal realizar los esquemas, vigentes hasta hoy de la estructura de la corteza cerebelosa (Figura 313). Células de Purkinje de frente.

Figura 313 Células en canasta (Figuras 314,315)

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Figura 314

Figura 315

2) ORGANIZACIÓN TISULAR PROPIA DEL TEJIDO NERVIOSO EN SUSTANCIAS GRIS Y BLANCA a) Tejido de la sustancia gris La ultraestructura de las zonas ya descritas de la corteza cerebelosa permite observar su la organización tisular, en cortes de tejido: Pericariones de células de la granulosa Sinapsis entre fibras musgosas y dendritas de células granulosas Pericariones de células de Purkinje Sinapsis entre axón (¿células en canasta?) y pericariones de células de Purkinje Dendritas de células de Purkinje: espinas dendríticas : posible sinapsis con fibras trepadoras o con fibras paralelas Capa molecular: Sinapsis entre dendritas de células de Purkinje y fibras paralelas: axones de células de la granulosa. Los perfiles membranosos entre las células nerviosas corresponden a prolongaciones de células de neuroglia, entre las cuales especialmente la astroglia tiene una organización muy precisa: Como características generales de la sustancia gris destaca: estrecha vecindad entre las membranas de las células nerviosas y las membranas de las células gliales, quedando siempre un espacio delgado de grosor relativamente constante entre ellas, lleno de material extracelular disposición de prolongaciones gliales alrededor de las sinapsis químicas, aislándolas del escaso espacio intercelular concentración de células de astroglia protoplasmática en este tejido dendritas y somas neuronales rodeadas siempre de prolongaciones de oligodendrocitos y astrocitos y separadas por ellas de otras prolongaciones nerviosas, excepto en los sitios de sinapsis. capilares sanguíneos rodeados siempre por prolongaciones gliales ausencia de elementos ajenos al tejido derivado del tubo neural, con la única excepción de las células de microglia y de la irrigación. b) Tejido de la sustancia blanca Corresponden a fibras nerviosas mielínicas (Figuras 316 y 317) en las cuales los axones muestran su vaina de mielina dependiente de los oligodendrocitos y rodeados por los ©François Ricard ― E.O.M. 2.009

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APUNTES DE HISTOLOGIA astrocitos fibrosos (Figura .12), en forma tal que cortes a través de tractos de sustancia blanco muestran como principales componentes a axones con su vaina mielínicas, a citoplasma y núcleos de oligodendrocitos y astrocitos fibrosos y a capilares sanguíneos.

Figura 316

Figura 317

Células estrelladas (Figura 318)

Figura 318 Células de la granulosa (Figuras 319 y 320)

Figura 319

Figura 320

Dendritas células de Purkinje tangenciales y fibras paralelas (Figuras 321, 322 y 323)

Figura 321

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Figura 322

Figura 323

J - RECEPTORES SENSORIALES Son estructuras en las cuales existen células capaces de responder con una gran sensibilidad a señales específicas del entorno, y de transferir la información recibida a terminales nerviosos aferentes al SNC que corresponden a axones de neuronas sensitivas. El proceso que hace que el receptor sensorial responda de un modo útil al estímulo se denomina transducción sensorial. En los quimiorreceptores es la unión de un ligando específica a receptores presentes en la membrana celular de la célula sensorial la que determina un cambio en la permeabilidad a cationes de canales sensibles a ligando presentes en su membrana. Esto induce a la célula receptora a generar una señal que modifica la permeabilidad a iones de la membrana de los terminales nerviosos adyacentes a ellas generando eventualmente en ellos un potencial de acción que se transmite hacia el SNC. En los mecanorreceptores es la deformación que experimenta la membrana celular de la célula sensorial la que determina la apertura de canales para cationes, generándose una señal que modifica la permeabilidad a iones de la membrana de los terminales nerviosos adyacentes a ellas generando eventualmente en ellos un potencial de acción que se transmite hacia el SNC. En los fotorrecepores es un cambio inducido por la luz en la estructura de moléculas específicas presentes en membranas de la célula sensorial lo que genera una señal que determina la apertura de canales para cationes en la membrana plasmática de la célula receptora, generándose una señal que modifica la permeabilidad a iones de la membrana de los terminales nerviosos adyacentes a ellas generando eventualmente en ellos un potencial de acción que se transmite hacia el SNC. 1) CORPÚSCULOS DE TACTO DE MERKEL (CÉLULAS DE MERKEL) Son células capaces de actuar como receptores sensitivos a la presión. Son células especializadas del epitelio estratificado de la epidermis, concentradas en la palma de la mano y la planta de los pies. Las células de Merkel se ubican entre las células de la capa germinativa y se asocian a las células epiteliales vecinas por medio de desmosomas y su citoplasma se caracteriza por su abundancia en filamentos intermedios de citoqueratina.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Su cara basal se asocia una terminal nerviosa que adopta una forma de disco y que corresponde a la terminal de una fibra aferente, que corresponde al axón de una neurona sensitiva. El citoplasma de las células de Merkel es capaz de sintetizar y acumular vesículas membranosas que contienen un material denso a los electrones que contienen cromograninas asociadas a moléculas pequeñas parecidas a las catecolaminas. La célula de Merkel al ser deformada por una compresión la epidermis sería estimulada a liberar sus vesículas que contienen una sustancia capaz de actuar como un neurotransmisor y podría inducir la despolarización del terminal nervioso asociada a ella, la cual eventualmente generaría la descarga de un potencial de acción en el axón de la neurona sensitiva. Por sus características de ser capaz de liberar una sustancia química capaz de ejercer su acción al unirse un ligando específico en la superficie de la membrana del terminal nervioso se considera que la célula de Merkel pertenece al sistema APUD (o sistema neuroendocrino difuso). 2) ORGANO DE CORTI (OÍDO) Las células receptoras son las célula ciliadas capaces de traducir el cambios en la posición de sus estereocilios, inducidos desplazamientos de la densa capa de matriz extracelular, la membrana tectoria, en señales eléctricas hacia los termínales sensitivos asociados a ellas. El sitio de transducción de la señal mecánica que determina el cambio en la posición de los estereocilios de modo que estas células epiteliales ricas en estereocilios actúan como mecanorreceptores en los cuales la deformación generada por el cambio en la posición de los estereocilios regula el comportamiento de los canales para cationes presentes en la membrana de las células ciliadas y determina la despolarización de la membrana de la célula ciliada la cual se transmite a las terminales nerviosos aferentes al SNC (sensitivas) . 3) FOTORRECEPTORES (RETINA) Las células fotosensibles de la retina corresponden a células de características algo distintas: los conos y los bastones. La especialización que les confiere el carácter de actuar como receptores de luz es sin embargo compartida por ellas y corresponde a la existencia del llamado segmento externo de las células. Esta zona de la célula parece corresponder a un cilio altamente especializado que presenta una serie de laminillas membranosos en su interior, formadas por vesículas membranosas aplanadas que contienen como molécula integral de su membrana a la rodopsina.

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APUNTES DE HISTOLOGIA Basta la llegada de un fotón a las moléculas de rodopsina para desencadenar una secuencia de reacciones que se traducen finalmente en una activación de los canales a cationes sensibles en la membrana de conos o bastones la que determina una señal que induce la liberación de vesículas de mediadores químicos hacia los terminales axónicos sensitivos (axones de neuronas horizontales de la retina) de que hacen contacto con la base de las células sensitivas fotosensibles desencadenando en ellas un potencial de acción .

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