HISTORIA DE LA HISTOLOGÍA

¿QUÉ ES LA HISTOLOGÍA HUMANA?

La histología humana es la ciencia encargada del estudio de los tejidos humanos y se identifica a veces con lo que se ha llamado anatomía microscópica porque su estudio va más allá de los tejidos, por ello se relaciona con otras ciencias como la citología, bioquímica y genética. El desarrollo de la histología como ciencia data desde el siglo V a. C., cuando los filósofos describían empíricamente la conformación corporal de líquidos y humores. Años después el despliegue de la anatomía como ciencia y la invención del microscopio permitieron que se desarrolle el estudio microscópico, lo que llevó a avances importantes en la histología. Actualmente la histología como ciencia es necesaria para el entendimiento de las funciones normales del organismo, por lo tanto es una pieza primordial en los planes de estudio de las carreras de las Ciencias de la Salud.

 RESEÑA HISTÓRICA

ETAPA PRE-MICROSCÓPICA

Los datos relacionados al estudio de la histología humana se reúnen desde épocas antes de Cristo cuando el griego Empédocles de Agriegento (495-430 a. C.) filósofo y político, describía empíricamente que el cuerpo humano estaba formado por cuatro elementos; agua, aire, tierra y fuego.

Más adelante Hipócrates de Cos (460 - 370 a. C.) médico de la Antigua Grecia considerado el “padre de la medicina” postuló la teoría de los humores que explicaba que el organismo estaba compuesto por 4 humores (humor negro, amarillo, sangre y bilis) y que un desequilibrio entre ellos llevaba a padecer enfermedades por lo que sus tratamientos iban orientados a mantenerlos en equilibrio.

Durante todo este tiempo la ciencia siempre tuvo comportamiento experimental y los avances se iban desarrollando lentamente, hasta que Andrés Vesalio (1514 – 1564), belga, anatomista, comenzó sus estudios en medicina y bajo la dirección de Jacobus Sylvius y de Jean Ferne repasó las Teorías de Galeno. Vesalio, apoyándose en sus propias observaciones, publicó una corrección de las Opera omnia de Galeno, y comenzó́ a escribir su propio texto de anatomía. En 1543, ya estaba redactado su conocido “De humani corporis fabrica libri septem” (Sobre la estructura del cuerpo humano) el primer tratado moderno de anatomía, tanto por su claridad como por el rigor expositivo de sus contenidos y uno de los libros más influyentes sobre anatomía humana.

ETAPA MICROSCÓPICA

Los holandeses Zaccharias Janssen (1587–1638) y Hans Janssen (1534-1592), colocaron múltiples lentes en un tubo creando así el microscopio simple y observaron la magnificación de las imágenes.

El uso de lente se fue extendiendo a otros países y fueron utilizados para continuar los estudios microscópicos indicando que los descubrimientos histológicos estaban por venir. 

Galileo Galilei en 1612 había usado lentes para crear telescopios y observar el cielo, pero no sobresalió por sus estudios microscópicos. 

El anatomista, histólogo, fisiólogo y biólogo italiano, Marcello Malpighi (1628-1694) comenzó a utilizar microscopios en la Academia del Cimento, Florencia, lo que lo llevó a realizar muchos estudios y a enseñar anatomía microscópica. En 1661 realizó uno de sus más grandes descubrimientos al encontrar las conexiones de capilares arteriales y venosos pulmonares a los que describe como “tubos” y explica cómo la oxigenación ocurría en los vasos sanguíneos, confirmando la teoría de William Harvey.

Otros descubrimientos que realizó fueron los corpúsculos gustativos formados por “Sáculos” (nombre de las futuras células) y su conexión nerviosa. En 1665 concluye que el cerebro tiene función glandular, tambien habló del órgano externo del tacto. En 1666 fue el primero en ver glóbulos rojos y atribuirles el color de la sangre a ellos, también notó diferencias entre la sangre que salía del ventrículo derecho y del ventrículo izquierdo. Malpighi describe claramente la estructura del riñón y sugirió su función como productor de la orina. Identificó el bazo como un órgano, no como una glándula. También demostró que la bilis no se producía en la vesícula biliar sino que en el hígado y estudió los dermatoglifos, demostrando las capas de la epidermis denominadas estrato Malpighiano y el aparato reticular. Por todos los hallazgos atribuidos a Marcello Malpighi se considera el “Padre de la Histología” y los hallazgos que protagonizó son motivo de estudio en nuestros tiempos.

Mientras Malpighi realizaba sus estudios en Italia, el científico inglés Robert Hooke (1635-1703) también hacía observaciones y publica su obra “Micrographía” que es el relato de 57 observaciones microscópicas de minerales, vegetales y animales. Cuando observó y describió un corte de corcho vió unos espacios a los que denominó “Celdas o células” y acuñó el término de célula, desde entonces utilizado. Más tarde el científico y comerciante holandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) fabricó microscopios propios con poder de hasta 500x de amplificación, muy simple pero mejoró su diseño.

Con sus microscopios Leeuwenhoek observó diversas células eucariotas (como protozoos, nemátodos y espermatozoides) y células procariotas (como las bacterias). Leeuwenhoek y otro observador holandés, Nicholas Hartsoeker (1656-1725) eran ‘animaculistas’ y describieron a los espermatozoides conteniendo a humanos perfectamente formados pero que igualmente necesitaban penetrar el huevo para su maduración.
Leeuwenhoek también estudió la epidermis, el pelo, las uñas, los dientes, la estructura muscular y las estriaciones, la estructura interna del cristalino, como también el nervio óptico.

Años después aparece el biólogo, anatomista y fisiólogo francés Marie François Xavier Bichat (1771-1802) que presentó trabajos experimentales con órganos corporales a los que sometió a múltiples manipulaciones físicas y químicas; por ejemplo las cocciones de músculos que hacían que se separaran las fibras musculares, por lo que asumió que eran unidades estructurales a lo que denominó “tejido” sin necesidad de usar un microscopio, así mismo generó estímulos eléctricos al tejido cardiaco y estimuló su contracción.

El término tejido ya había sido aceptado por el sucesor de Andres Vesalio, el científico Gabriel Falopio, pero Bichat pudo clasificar los tejidos de tal forma que logro incluir 21 tipos sin que se haya concretado el término histología. Los aportes de Bichat no se quedan únicamente en histología, sino que también reconoció que la enfermedades son el resultado de características microscópicas identificables en los tejidos y cambió el concepto de que las enfermedades eran puramente de órganos. 

Por todos sus aportes se considera el fundador de la histología moderna.

Aunque la existencia de las células se conoció desde finales del siglo XVII hasta más de 100 años después, no se llegó a la convención de que la célula era la unidad fundamental de los seres vivos. Henri Dutrochet (en 1824), Johannes Peter Müller (en 1835) y Pierre Jean François Turpin (en 1826) dieron pasos muy decisivos para la llegada de la teoría celular al caer en cuenta de que la estructura microscópica de determinados organismos vegetales y animales era muy similar, incluso Turpin entendió la célula como un ser vivo, con autonomía propia, que asociado a otras células formaban el cuerpo humano.

 En Berlín, Alemania, en 1838, el fisiólogo y anatomista prusiano Friedrich Theodor Schwann (1810-1882), junto a su amigo botánico alemán Matthias Schleiden (1804 – 1881)11 trabajaron en la Universidad de Jena y publicaron un artículo que describía la estructura y el origen de las plantas y más tarde Schwann concluyó que la misma explicación podía extenderse a los animales.

En sus obras también se establecieron relaciones y diferencias entre la flora y la fauna. Schwann propuso entonces que los animales (y las plantas) están formadas por células más las secreciones de las mismas, también expuso que las células tienen una vida independiente y que están sujetas a la vida de los organismos. También mostró en sus estudios la digestión gástrica al descubrir la pepsina, así como la fermentación y las fibras nerviosas en las que encontró las vainas de Schwann. Las investigaciones anteriores ayudaron a crear los primeros dos postulados de la teoría celular que dicen:   

1) La célula es la unidad estructural de los organismos.

2) La célula es la unidad funcional de los organismos. 

En cuanto a origen de las células, Schwann propuso algo similar a lo que Schleiden definió: el origen de las células a partir de una masa desestructurada llamada “citoblastema” mediante un mecanismo similar a la formación de los cristales. Con el tiempo se demostró que esta propuesta era errónea y después sería replanteada.

La teoría celular surgió como una cadena de observaciones y se convirtió en una serie de inferencias que posteriormente fueron objeto de investigación y experimentación que luego impulsaron el desarrollo de las ciencias biomédicas.
En 1831 Robert Brown (1773-1857) médico, cirujano y botánico escocés publicó un artículo que describe un corpúsculo intracelular al que denominó y asignó el término areola o núcleo en las células eucariotas, aunque Franz Bauer en 1804 logró describirlo brevemente pero no acuñó su demarcación.

En 1838 Jan Evangelista Purkinje (1787-1869) anatomista, fisiólogo y botánico checo, se acercó hacia la generación final de que las células eran elementos fundamentales de todos los seres vivos. 

En sus estudios además de describir a las células de Purkinje del cerebelo, investigó la estructura neuronal describiendo por primera vez las dendritas (aunque hay datos que ya habían sido identificadas por Valentine y sus múltiples descubrimientos en tejidos nerviosos, así como las relaciones morfofuncionales neuronales, la actividad sensorial de ojo, oído, piel, vértigo y postura. Además fue quien acuñó el término “protoplasma” por primera vez cuando hacía sus estudios en tejido neuronal. Junto a su equipo en el Instituto de Mecánica construyeron el primer micrótomo deslizante en 1841.

El médico y político alemán Rudolf Virchow (1821 – 1902) en 1850 con su publicación “Ommis cellula e cellula” postuló que todas las células provienen de otras células, contribuyó al tercer enunciado de la teoría celular y sustituyó la teoría de Schwann de la procedencia de citoblastema.16 También demostró que toda enfermedad tiene su origen celular.
Otros de sus descubrimientos fueron que el músculo y el hueso estaban formados por células, que los tejidos conectivos estaban combinados con tejido neuronal procedente de la médula espinal y del cerebro, y desarrolló la clasificación básica del tejido celular.

Por todos los descubrimientos relacionados al área de la histología y patología, es considerado el “padre de la patología moderna”. 

En los años subsiguientes las investigaciones eran mayores y la aceptación era casi generalizada. A pesar del éxito en el ámbito científico, la teoría celular se fue incorporando poco a poco a la enseñanza universitaria y su desarrollo se aceleró durante el siglo XIX. En 1857, el anatomista, embriólogo, fisiólogo y zoólogo Rudolf Von Kölliker descubrió componentes granulares del citoplasma encontrados entre las miofibrillas del músculo estriado y en 1890 Richard Altman propuso que se trataba de parásitos intracelulares. Ocho años más tarde, Carl Benda acuñó el término mitocondria.

En 1883, J. Jacobson propuso el uso de ácido crómico para tratar las piezas que iban a ser observadas, con el objeto de endurecerlas y poder observarlas por microscopía, lo que favoreció a los estudios en histología. Esta técnica fue considerada la primera fijación histológica. Posteriormente se desarrollaron más técnicas de fijación y procedimientos de las muestras histológicas hasta que el doctor F. Blum en 1893, mientras estudiaba las propiedades antisépticas del formaldehído se dió cuenta de la capacidad de preservación tisular del mismo.

Otros descubrimientos sobre las técnicas histológicas se vinieron dando paulatinamente; la parafina se usó por primera vez por Klebs, que buscaba un soporte de la pieza durante el corte, mientras que las coloraciones se fueron descubriendo lentamente por muchos científicos, entre ellos Felice Fontana, Ramon y Cajal, Weissman.
El científico Paul Langerhans (1847-1888) fue un patólogo, fisiólogo y biólogo alemán, que se encargó de hacer más estudios histológicos, siempre lo asociamos al descubrimiento del islote pancreático que lleva su nombre, pero fueron numerosas sus contribuciones a la medicina y especialmente a la histología ya que trabajó con su mentor, Rudolf Virchow. Él utilizó la técnica de tinción de cloruro de oro en 1868 para describir nuevas células de la piel, sin embargo, su función queda desconocido para él (desde entonces llamadas células de Langerhans).

También hizo estudios importantes en el sistema de macrófagos, sistema retículo endotelial, sistema excretor pancreático y en la descripción del estrato de Langerhans de la piel (estrato granuloso).

Los misterios de la reproducción sexual hacían parte de los temas de debate en el mundo académico de las Universidades en general. Se hablaba de la formación del cigoto, el embrión y el organismo adulto hasta el final, y se fundamenta la disputa entre el preformismo y la epigénesis. Gregor Johann Mendel (1822-1884) fue un monje agustino católico austriaco, que descubrió, por medio de los trabajos que llevó a cabo con diferentes variedades del guisante o arveja (Pisum sativum), las hoy llamadas leyes de Mendel que fueron origen a la herencia genética.

Sus estudios fueron publicados en 1866 pero no fueron valorados, sino más adelante hasta que aparecen cuatro científicos considerados genetistas mendelianos: Hugo de Vries, William Bateson, Carl Correns y Erich von Tschermak, estos reivindicaron el trabajo de Mendel, descubriendo en estudios diferentes e individuales las leyes mendelianas.Todos los descubrimientos de estos científicos sentaban las bases del estudio de la genética y citogenética que explican como iban a ser las características genotípicas y fenotípicas de las células, y por ende de los tejidos. La ciencia estaba repuntando a estudios más orientados al núcleo celular.

En 1889, Hugo Vries (1848-1935), habló de los patógenos (actualmente genes), esto fundamentado en lo que Mendel había explicado, y puntualizó diciendo que eran las unidades intracelulares que determinaban el carácter hereditario de las células y que al verse afectado generan mutaciones, formulando así la teoría del mutacionismo. Por todos estos hallazgos el científico Hugo Vries es considerado el padre de la citogenética. Por su parte el científico August Weismann argumentaba en contra de la herencia de Vries, pero sostuvo que los cambios o condiciones externas actúan en el desarrollo celular y causan variaciones en el material genético. También habló de la teoría sobre la herencia basada en la inmortalidad del plasma germinal: unión del esperma y del óvulo. Argumentaba que el plasma germinal está constituido por la anfimixis (fusión de los pronúcleos sexuales) y establece una fundamental continuidad que no se interrumpe a través de las generaciones.

Con todos estos se refuerza la teoría celular y ahora se sabía que la célula contenía el material genético. Walther Flemming (1843- 1905) médico alemán, fue uno de los fundadores del estudio de la citogenética. Usó colorantes de anilina y consiguió encontrar una estructura que absorbía fuertemente los tintes basófilos, lo que denominó “cromatina”. También investigó el proceso de división celular y la distribución de cromosomas en el núcleo hermano, proceso al que llamó “mitosis”. Desconoció por completo el trabajo de Mendel por lo que no relaciona sus trabajos, pero sus hallazgos redescubrieron las leyes de Mendel. El descubrimiento de la mitosis y los cromosomas se considera uno de los descubrimientos más importantes en todos los tiempos. Con esto Flemming por primera vez creó la hipótesis de: “los núcleos celulares provenían de otro núcleo anterior”.

El ámbito de las neurociencias había despertado con los descubrimientos de Jan Purkinje. El médico y citólogo italiano Camillo Golgi (1843-1926), se interesó por el estudio del tejido y de las funciones nerviosas por lo que comenzó a visualizar cortes histológicos teñidos mediante cromato de plata, proceso de tinción que publicó en 1873.

Con esta tinción pudo evidenciar las formaciones neuronales y las conexiones dendríticas. Fue en 1876 que observó una serie de sistemas internos que se teñían claramente, a las que se identificaron desde entonces como Aparato de Golgi. También determinó tipos neuronales de la corteza cerebral y cerebelosa. Con estos descubrimientos el médico español Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) continúa investigando hasta desarrollar la teoría neuronal o lo que es llamado “neuronismo”. 

La “teoría reticular” postulada en 1863 por Joseph von Gerlach era la más vigente hasta la configuración de la doctrina neuronal del Cajal.

De esta forma Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal recibieron un Premio Nobel el año de 1906 por el descubrimiento de la teoría del neuronismo. En este entonces las investigaciones continuaron hasta que la tecnología dio pasos avanzados con la creación de nuevas ciencias aplicadas.

ETAPA POST-MICROSCÓPICA

La etapa post-microscópica se caracteriza por la introducción del microscopio electrónico en la investigación. El microscopio electrónico creado por primera vez en la Universidad de Berlín, Alemania en 1931 por el físico alemán Erns Ruska (1906-1988) que utilizó electrones para la formación de imágenes, lo que permitió alcanzar perfiles hasta cinco mil veces superiores a las de los mejores microscopios ópticos conocidos hasta la época. Por su trabajo en física y en diseños ópticos, incluyendo el microscopio electrónico, ganó un Premio Nobel de Física en 1986.

La evolución de este tipo de microscopio significó un importante avance para la medicina (observación de partes de una célula, proteínas, virus, etc.) lo que llevó a descubrir un sin fin de estructuras microscópicas. En 1949 el citólogo y bioquímico inglés, Christian René de Duve (1917-2013) descubrió e investigó las funciones físicas de los lisosomas y los peroxisomas, describiendo el proceso por el que la acción de los lisosomas permite la introducción de algunas sustancias en el interior del núcleo celular, esto lo llevó a ganar el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1974. En 1973 George Emil Palade (1912 – 2008) biólogo celular nacido en Rumania, naturalizado en Estados Unidos, usó el microscopio electrónico para continuar estudiando la célula, comprobó la presencia de mitocondrias, aparato de Golgi, y otros organelos celulares, pero también pudo notar estructuras diferentes, se trataban de microsomas formados por ácidos nucleicos. El descubrimiento de los ribosomas se atribuye a Palade y por ello compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina con Albert Claude y Christian de Duve.