¿Qué es la histoquímica?
La histoquímica es una herramienta de gran utilidad en el estudio de la morfología de diversos tejidos biológicos (vegetales y animales), debido a su principio de reacción de los componentes tisulares como carbohidratos, lípidos y proteínas, entre otros, con sustancias químicas colorantes.
Esta herramienta permite no solamente identificar la composición y estructura de los tejidos y células, sino también las diversas reacciones que ocurren en ellos. Asimismo, se pueden evidenciar los posibles daños tisulares, ocasionados por la presencia de microorganismos u otras patologías.
La histoquímica, desde siglos pasados, ha brindado importantes aportes, como la demostración de la existencia de la barrera hematoencefálica por Paul Ehrlich. Esto fue posible gracias a que el cerebro del animal de experimentación usado por Ehrlich no se tiñó con la anilina, un colorante básico.
Esto condujo al empleo de diversos colorantes, como azules de metileno y de indofenol, con el fin de teñir los diferentes tipos de células. Este hallazgo dio origen a la clasificación de las células en acidófilas, basófilas y neutrófilas, de acuerdo a su tinción específica.
Estudios recientes han aplicado esta técnica para evidenciar la presencia de diversos compuestos, entre ellos fenoles, así como carbohidratos y lípidos no estructurales en los tejidos de la especie Litsea glaucescens, más conocida como laurel. Estos compuestos se hallan tanto en la hoja como en la madera.
Otros investigadores en 2016, identificaron la planta de interés medicinal Tarenaya hassleriana, mediante técnicas histoquímicas. En esta especie se evidenció la presencia de almidón, mirosina, y compuestos fenólicos y lipofílicos.
Fundamento de la histoquímica
La histoquímica se fundamenta en la tinción de estructuras celulares o moléculas presentes en los tejidos, gracias a la afinidad de estos con colorantes específicos. La reacción de coloración de estas estructuras o moléculas en su formato original, se ve luego bajo el microscopio óptico o microscopio electrónico.
La especificidad de la tinción es por la presencia de grupos aceptores de iones presentes en las células o moléculas de los tejidos.
Finalmente, el objetivo de las reacciones histoquímicas es evidenciar, mediante la coloración, desde las estructuras biológicas más grandes hasta las más pequeñas de tejidos y células. Esto se logra gracias a que los colorantes reaccionan químicamente con las moléculas propias de los tejidos, células u organelos.
Procesamiento de la histoquímica
La reacción histoquímica podría conllevar pasos previos a la realización de la técnica, como la fijación, la inclusión y el corte del tejido. Por tanto, se debe tener en cuenta que en estos pasos se puede dañar la estructura que se desea identificar, arrojando falsos resultados negativos, aunque ella esté presente.
A pesar de ello, la fijación previa del tejido realizada adecuadamente es importante, ya que previene la autolisis o destrucción celular. Para ello se emplean reacciones químicas con solventes orgánicos como formol o glutaraldehído, entre otros.
La inclusión del tejido se realiza para que mantenga su firmeza al cortarse y evitar que se deforme. Finalmente, el corte se realiza con un micrótomo para estudiar muestras por microscopía óptica.
Adicionalmente, antes de proceder a realizar las tinciones histoquímicas, se recomienda incorporar controles positivos externos o internos en cada tanda de pruebas. Y usar los colorantes específicos para las estructuras a estudiar.
Tinciones histoquímicas
Desde el surgimiento de las técnicas histoquímicas hasta la actualidad, se ha empleado una amplia gama de colorantes, entre los cuales cabe mencionar los más frecuentes, como ácido peryódico de Schiff (PAS), Grocott, Ziehl-Neelsen y Gram.
Asimismo, se han empleado otros colorantes con menor frecuencia como la tinta china, la orceína o la tinción tricrómica de Masson, entre otras.
- Ácido peryódico de Schiff (PAS). Con esta coloración se pueden observar moléculas con alto contenido de carbohidratos, como el glucógeno y la mucina. Sin embargo, también es de utilidad para identificar microorganismos como hongos y parásitos. Además de ciertas estructuras (membrana basal) en la piel y en otros tejidos. El fundamento de esta tinción consiste en que el colorante oxida los enlaces de carbono presentes entre dos grupos hidroxilos cercanos. Esto produce la liberación del grupo aldehído, y este es detectado por el reactivo de Schiff, arrojando un color púrpura. El reactivo de Schiff está compuesto por fucsina básica, metabisulfito de sodio y ácido clorhídrico, siendo estos componentes los responsables de la coloración púrpura, cuando están presentes los grupos aldehídos. En caso contrario, se genera un ácido incoloro. La intensidad de la coloración dependerá de la cantidad de grupos hidroxilos presentes en los monosacáridos. Por ejemplo, en los hongos, membranas basales, las mucinas y el glucógeno, el color puede ir de rojo a púrpura, mientras que los núcleos se tiñen de azul.
- Grocott. Es una de las tinciones que presenta mayor sensibilidad en la identificación de hongos en tejidos incluidos en parafina. Permite identificar las diversas estructuras fúngicas: hifas, esporas, endósporas, entre otras. Por tanto, se considera una tinción de rutina para el diagnóstico de micosis. Especialmente se usa en el diagnóstico de micosis pulmonares, como neumocistosis y aspergilosis causadas por algunos hongos de los géneros Pneumocystis y Aspergillus, respectivamente. Esta solución contiene nitrato de plata y ácido crómico, siendo este último fijador y colorante. El fundamento consiste en que este ácido produce la oxidación de los grupos hidroxilos a aldehídos, por los mucopolisacáridos presentes en las estructuras micóticas, por ejemplo, en la pared celular de los hongos. Finalmente, la plata presente en la solución es oxidada por los aldehídos, originando una coloración negra, a la que se le denomina reacción argentafin. También se pueden emplear colorantes de contraste, como el verde claro, para observar las estructuras fúngicas en negro con un fondo verde claro.
- Ziehl-Neelsen. Esta tinción se fundamenta en la presencia de ácido-alcohol resistencia, de manera parcial o total, en algunos microorganismos, como los géneros Nocardia, Legionella y Mycobacterium. Se recomienda el uso de esta tinción porque la pared celular de los microorganismos previamente citados, contiene lípidos complejos que obstaculizan la penetración de los colorantes. Especialmente en muestras del tracto respiratorio. En ella se emplean colorantes fuertes como la fucsina fenicada (colorante básico) y se aplica calor para que el microorganismo pueda retener el colorante y no se decolore con los ácidos y alcoholes. Finalmente, se aplica una solución de azul de metileno para colorear las estructuras que se hayan decolorado. La presencia de ácido-alcohol resistencia se observa en las estructuras teñidas de rojo, mientras que las estructuras que no resisten la decoloración se tiñen de azul.
- Gram y tinta china. El Gram es una coloración muy útil en el diagnóstico de infecciones bacterianas y micóticas, entre otras. Esta coloración permite diferenciar entre los microorganismos grampositivos de los gramnegativos, evidenciando claramente las diferencias que existen en la composición de la pared celular. La tinta china es una tinción que se usa para contrastar las estructuras que contienen polisacáridos (cápsula). Esto se debe a que se forma un anillo en el entorno, siendo visible en el Cryptococcus neoformans.
- Orceína. Con esta tinción se colorean las fibras elásticas y cromosomas de diversas células, permitiendo la evaluación del proceso de maduración de estas últimas. Por tal motivo, ha sido de gran utilidad en los estudios citogenéticos. Se fundamenta en la captación del colorante por la carga negativa de moléculas como el ADN, presente en los núcleos de gran variedad de células. Por lo que estos se tiñen de color azul a violeta oscuro.
- Tricrómica de Masson. Esta tinción se emplea en la identificación de algunos microorganismos o materiales que contienen pigmentos melánicos. Es el caso de las micosis causadas por hongos dematiáceos, feohifomicosis y en eumicetoma de grano negro.
Consideraciones finales sobre la histoquímica
En los últimos años, ha habido muchos avances en la creación de nuevas técnicas diagnósticas, en donde se involucra la histoquímica pero ligada a otros fundamentos o principios. Estas técnicas persiguen una finalidad diferente, como es el caso de la inmunohistoquímica o la enzimohistoquímica.
Referencias
- Acuña U, Elguero J. Histoquímica. Recuperado de are.iqm.csic.es.
- Colares, M.N., Martínez, S., Arambarri, A.M. Anatomía e histoquímica de Tarenaya hassleriana (Cleomaceae), especie de interés medicinal. Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas. Recuperado de redalyc.org.
- Bonifaz, A. Micología médica básica. 4ta edición. McGraw Hill.
- Silva Diego Filipe Bezerra, Santos Hellen Bandeira de Pontes, León Jorge Esquiche, Gomes Daliana Queiroga de Castro, Alves Pollianna Muniz, Nonaka Cassiano Francisco Weege. Clinico pathological and immunohistochemical analysis of spindle cell squamous cell carcinoma of the tongue: a rare case. Recuperado de scielo.br.