Microscopio y su Historia

Imagen de cristales de nieve vistos con un microscopio electrónico de barrido y coloreados
artificialmente.

El microscopio , de micro - (pequeño) y scopio (observar), es un instrumento que permite
observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El tipo más
común y el primero que se inventó es el microscopio óptico . Se trata de un instrumento
óptico que contiene una o varias lentes que permiten obtener una imagen aumentada del
objeto y que funciona por refracción .

La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instrumento se llama microscopía .

Concepto
En general, cualquier microscopio requiere los siguientes elementos: una fuente (como un haz de fotones o de electrones), una muestra sobre la que actúa dicha fuente, un receptor de la información proporcionada por la interacción de la fuente con la muestra, y un procesador de esta información (en general, un ordenador).

Historia del microscopio
Microscopio compuesto fabricado hacia 1751 por Magny . Proviene del laboratorio del
duque de Chaulnes y pertenece al Museo de Artes y Oficios, París .

El microscopio fue inventado hacia los años 1610 , por Galileo , según los italianos, o por Zacharias Jansen , en opinión de los holandeses. La palabra microscopio fue utilizada por primera vez por los componentes de la Accademia dei Lincei , una sociedad científica a la que pertenecía Galileo y que publicaron un trabajo sobre la observación microscópica del aspecto de una abeja . Sin embargo, las primeras publicaciones importantes en el campo de la microscopía aparecen en 1660 y 1665 , cuando Malpighi prueba la teoría de Harvey sobre la circulación sanguínea al observar al microscopio los capilares sanguíneos y Hooke publica su obra Micrographia .

En 1665 Robert Hooke observó con un microscopio un delgado corte de corcho y notó que el material era poroso. Esos poros, en su conjunto, formaban cavidades poco profundas a modo de cajas a las que llamó células . Hooke había observado células muertas. Unos años más tarde, Marcelo Malpighi, anatomista y biólogo italiano, observó células vivas. Fue el primero en estudiar tejidos vivos al microscopio.

A mediados del siglo XVII un comerciante holandés, Anton Van Leeuwenhoek , utilizando microscopios simples de fabricación propia describió por primera vez protozoos, bacterias , espermatozoides y glóbulos rojos . El microscopista Leeuwenhoek, sin ninguna preparación científica, puede considerarse el fundador de la bacteriología .

Tallaba él mismo sus lupas sobre pequeñas esferas de cristal, cuyos diámetros no alcanzaban el milímetro (su campo de visión era muy limitado, de décimas de milímetro).

Con estas pequeñas distancias focales alcanzaba los 275 aumentos. Observó los glóbulos de la sangre, bacterias y protozoos; examinó por primera vez los glóbulos rojos y descubrió que el semen contiene espermatozoides. Durante su vida no reveló sus métodos secretos y a su muerte, en 1723 , 26 de sus aparatos fueron cedidos a la Royal Society de Londres .

Durante el siglo XVIII continuó el progreso y se lograron objetivos acromáticos por asociación de vidrios flint y crown obtenidos en 1740 por H. M. Hall y mejorados por Dollond . De esta época son los estudios efectuados por Newton y Euler . En el siglo XIX, al descubrirse que la dispersión y la refracción se podían modificar con combinaciones adecuadas de dos o más medios ópticos, se lanzan al mercado objetivos acromáticos excelentes.

Durante el siglo XVIII el microscopio tuvo diversos adelantos mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso aunque no se desarrollaron por el momento mejoras ópticas. Las mejoras más importantes de la óptica surgieron en 1877 cuando Abbe publica su teoría del microscopio y, por encargo de Carl Zeiss , mejora la microscopía de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro, lo que permite obtener aumentos de 2000. A principios de los años 1930 se había alcanzado el límite teórico para los microscopios ópticos, no consiguiendo estos aumentos superiores a 500X o 1000X. Sin embargo, existía un deseo científico de observar los detalles de estructuras celulares (núcleo, mitocondria, etc.).

El microscopio electrónico de transmisión (T.E.M.) fue el primer tipo de microscopio electrónico desarrollado. Utiliza un haz de electrones en lugar de luz para enfocar la muestra consiguiendo aumentos de 100.000 X. Fue desarrollada por Max Knoll y Ernst Ruska en Alemania en 1931 . Posteriormente, en 1942 se desarrolla el microscopio electrónico de barrido (SEM).

Microscopía

La microscopía es la técnica de producir imágenes visibles de estructuras o detalles demasiado pequeños para ser percibidos a simple vista. En la microscopía se evidencia los grandes aportes que la física ha hecho a la biología .

Descripción

Exceptuando técnicas como el microscopio de fuerza atómica , el microscopio de iones en campo y el microscopio de efecto túnel , la microscopía generalmente implica la difracción , reflexión o refracción de radiación incidente en el sujeto de estudio.

En la microscopía de luz clásica, esto implica el paso de luz transmitida a través o reflejada desde el sujeto mediante una serie de lentes , para poder ser detectada directamente por el ojo o impresa en una placa fotográfica.

En el microscopio compuesto, para tener una imagen detallada y fiel en cuanto a calidad, de los microorganismos y sus fenómenos, se debe tener correspondiente a la parte óptica: la luz, la cantidad de esta y su concentración en la muestra, además de que proviene de forma directa por medio de un bombillo incorporado (electricidad) o un espejo en donde se dé la reflexión de la luz. Están los lentes, con los poderes de aumento y resolución, y en tercer lugar esta el índice de refracción con los distintos líquidos que se utilizan para las observaciones. En cuanto a la parte mecánica tenemos los tornillos y sus engranajes.

También hay una forma de microscopía que se basa en una sonda muy pequeña que
reconoce las perturbaciones que ocurren al extremo de la sonda debidas a efectos
eléctricos.

COMO SELECCIONAR UN MICROSCOPIO
Hay básicamente dos tipos de microscopios, de alta potencia y baja potencia. Usted podría
utilizar un microscopio de alta potencia para mirar cosas muy delgadas como bacterias
células sanguineas, vida en agua estancada, células y piernas de insectos. El microscopio
de baja potencia es utilizado para mirar cosas mas grandes como una abejas, moscas,
tejidos fabricados, monedas, estampillas o granos de arena.

Los microscopios Stereo (también llamados microscopios de diseccion ) tienen muchos
usos desde la educación hasta la fabricación. Un microscopio estereo es llamado también
como un "microscopio de baja potencia", ellos proveen suficiente magnificación para ver
y manipular los detalles finos de especimenes y objetos. Objetos en 3D son vistos a través
de objetivos duales. Los microscopios estereo tienen dos piesas oculares y dos objetivos.

Usualmente se requiere poca o ninguna preparación para mirar los objetos. Generalmente
es tan sencillo como colocar el objeto debajo de los objetivos. A diferencia de los
microscopios compuestos, que requieren la preparación del especimen y los portaobjetos,
los microscopios stereo no dependen de la tranparentización del especimen (en este caso el
especimen puede ser opaco). Los microscopios stero Stereo que tienen iluminación desde
abajo son muy buenos para ver especimenes transparentes. Agunos de los usos mas
comunes de los microscopeos stereo son: inspección de gemas, fosiles, y piedras,
visualizar monedas y estampillas, desecciones, inspeccionar maquinas y componentes
electricos, mirar insectos y especimenes de plantas, entre otros. Los aumentos tipicos son
10x, 20x, 30x, and 40x (lentes opcionales pueden ofrecer mayores aumentos); Los
micreoscopios stereo con zoom ofrecen aumentos variables. No seleccione un microscopio
stereo si usted esta interesado en ver estructuras microscopicas y organismos.

Los microscopios de alto poder llegan hasta aumento de 1000X y tienen una luz debajo del
especimen. La luz en en un microscopio de alta resolución debe pasar a través del
especimen para que usted pueda ver una imágen. Usted no podría ver una moneda a travéz
de un microscopio de alta resolución ya que vería únicamente un circulo negro en un
fondo blanco. para la gran mayoría de las aplicaciones, una magnificación máxima de
400X es suficiente.

Los microscopios compuestos para estudio son diseñados para mirar el mundo
microscopico. Esos "microscopios de alta resolución" usualmente tienen cabezas
monoculares (hay binoculares disponibles) y tienen un aumento tipico de 40x, 100x, 400x,
e incluso 1000x. Se usa un microscopio compuesto para visualizar muestras preparadas,
muestras de sangre, células y su estructura, bacterias, vida en agua , organismos
microscopicos, etc. Los microscopios compuestos requieren la preparación de muestras
solidas de modo que estas permitan el pasaje de la luz a trávez de las mismas. La fuente de
luz se encuentra por debajo de la escena (la superficie plana donde el portaobjeto se
posiciona). Esta pasa hacia arriba a trávez de un condensador que redirecciona la luz de
modo que esta se suaviza e ilumina el especimen mejor. Al dejar el especimen la luz entra
en el objetivo simple y luego a los oculares.

Los microscopios profesionales de alta resolución incluyen microscopios compuestos,
microscopios biologicos invertidos, y microscopios metalirgicos. Estos ofrecen ópticas
superiores y la performance requerida para las aplicaciones demandantes. Las ventajas y
las opciones incluyen cabezales binoculares, cabezales trioculares para fotografía,
iluminación hálogena variable, ajustes mecánicos, semi planos , planos, opticas infinitas,
campo oscuro, contraste de fase, iluminación de koehler, entre otros.

Microscopía

La microscopía es la técnica de producir imágenes visibles de estructuras o detalles demasiado pequeños para ser percibidos a simple vista. En la microscopía se evidencia los grandes aportes que la física ha hecho a la biología.

1.2.1. Microscopia óptica
1.2.2. Microscopia de polarización
1.2.3. Microscopia de contraste de fase
1.2.4. Microscopia de campo oscuro
1.2.5. Microscopia electrónica

1.2.6. Microscopia laser confocal

Siglo XIX: Rudolf Virchow

Rudolf Ludwig Carl Virchow; Schivelbein, 1821 - Berlín, 1902. Médico y político alemán, considerado el fundador de la patología celular. Hijo de un hotelero, su existencia siguió los caminos más corrientes. En 1839 marchó a Berlín, donde inició el estudio de la Medicina como discípulo de la "Pepinière" y se graduó en 1843. Pronto destacó por sus dotes de investigador.
En 1846 era ya ayudante del hospital berlinés de la Charité. Al año siguiente, llegado a profesor de la Universidad local, fundó, junto con su colaborador Reinhardt, los "Archivos de Anatomía Patológica y de Fisiología". En 1849 fue nombrado catedrático de Anatomía patológica de la Universidad de Wurzburgo, de la cual pasó, en 1856, a la de Berlín, donde permaneció hasta el fin de sus días.

Se formó en la escuela de J. Müller y L. Schönlein, y profundizó el estudio de la célula, iniciado con Schleiden y Schwann. Unida esta labor a la orientación seguida por Morgagni en la Anatomía patológica, pasó a defender la nueva idea de la patología celular, en la cual se pretende ver la derrota del "humoralismo", que, sin embargo, se halla vinculado a aquélla más de lo que parece (1858). De Rudolf Virchow es la expresión omnis cellula a cellula («toda célula proviene de otra célula»).

De temperamento polémico, en el ámbito científico discutió con R. Koch, sobre todo a causa del descubrimiento, llevado a cabo por éste último, del bacilo de la tuberculosis. Dejó vinculado su nombre a la encefalitis aguda congénita: enfermedad de Virchow.
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Siglo XIX: Schleiden y Schwann

Friedrich T. Schwann nació en Neuss, cerca de Dusseldorf, el 7 de diciembre de 1810. Realizó sus primeros estudios en un colegio jesuita de Colonia. Comenzó los estudios de medicina en la Universidad de Bonn en 1829 donde fue discípulo de Johannes Müller; los continuó en Würtzburg, y Berlin donde se graduó en 1834. Sus años de aprendizaje transcurrieron bajo el dominio de la especulación romántica, que comenzó a declinar cuando éste entraba en su madurez científica; algo parecido les sucedería a von Baer, Fr. Wöhler, Justus Liebig, Johannes Müller, M. Schleiden, E.H. Weber, etc. Su tesis de doctorado se tituló De necessitate æris atmosphærici ad evolutionem pulli in ovo incubato, y mereció la admiración de los médicos.

Descubrió la vaina o membrana que lleva su nombre, las fibras musculares estriadas de la porción superior del esófago, y varios hechos de índole fisiológica, que veremos más adelante. Trabajó sobre la fermentación describiendo gérmenes organizados en la levadura; la publicación de los resultados fue muy criticada por los químicos alemanes Friedrich Wölher y Justus von Liebig. Parece que este hecho influyó en su exilio.

No desempeñó puesto académico alguno en Alemania pero aceptó ser profesor de anatomía en la Universidad de Lovaina, en 1839. Más tarde, en 1848, se trasladó a Lieja, donde permaneció como profesor de fisiología y anatomía comparada hasta que se jubiló en 1880.

El nombre de Schwann se relaciona con el desarrollo de la teoría celular, que comenzó a edificarse durante la primera mitad del siglo XIX. A ello contribuyó, por un lado, la construcción de microscopios con lentes acromáticas y, por otro, la aplicación de este instrumento al estudio de los seres vivos. La teoría fibrilar, válida hasta entonces, pronto quedó obsoleta y fue sustituida por una nueva estequiología biológica.

En la constitución de esta teoría estuvieron implicados nombres como Purkinje, Johannes Müller, Schleiden y Schwann. El botánico Schleiden (1804-1881) estuvo más preocupado por el problema de la fitogénesis. La tesis de una coincidencia fundamental en la estructura y en el crecimiento de los animales y los vegetales fue obra de Th. Schwann, quien expuso sus hallazgos y sus ideas en el libro Mikroskopische Untersuchungen... (1839). Descubrió la estructura celular de la cuerda dorsal del renacuajo, del tejido embrionario del cerdo, de las hojas germinales del pollo. Así, llegó a la conclusión de que la célula es el elemento constitutivo de todo cuerpo viviente, sea éste vegetal o animal. En cuanto al origen de las mismas (citogénesis) pensó que se formaban en el seno de un primitivo blastema indeferenciado en torno al núcleo, que sería el primer elemento forme en la masa amorfa de ese blastema.

Surgieron así dos nuevas disciplinas, la citología o estudio de la célula en sí misma y la histología o ciencia de la estructura celular de los tejidos. Otros autores completaron más tarde la teoría celular.

Entre los hallazgos de tipo fisiológico, Schwann descubrió la pepsina en 1836. Estudió también la digestión intestinal; demostró la necesidad de la bilis en este proceso (1841). Comprobó que el embrión de los mamíferos necesitaba del oxígeno para su desarrollo. También fue uno de los creadores del concepto de metabolismo (Stoffwechsel) junto con Liebig. Fue asimismo uno de los primeros en estudiar la contracción muscular aplicando métodos físicos y matemáticos demostrando que la tensión de la contracción muscular varía con su longitud. Casi todas sus contribuciones tuvieron lugar mientras estuvo con Johannes Müller y trabajó con discípulos como Henle, Bischoff y Remak.

Aparte de persona muy discreta, fue un católico convencido e incluso sometió la aprobación de su obra Mikroskopische Untersuchungen... al arzobispo Malinas. Sin embargo, refutó los presuntos milagros del caso Louise Lateau.Murió cuando visitaba a su hermana en Colonia el año 1882.
José L. Fresquet. Universidad de Valencia.

Bibliografía-Biographisches Lexikon der hervorragenden Aerzte, V, 315; Berliner klinische Wochenschrift (1882), 63, necrology.-Firkin, B.G.; Whitworth, J.A. Dictionary of Medical Eponyms, 2ª ed., New York-London, The Parthenon Pub. Group.-Laín Entralgo, P. (1963), Historia de la Medicina moderna y contemporánea, 2ª ed., Barcelona, Ed. Científico-médica.-Theodor Schwann, Catholic Enciclopedia-Schwann Theodor. Infoscience biographies

Siglo XIX: Robert Brown

Brown, Robert (1773 - 1858).
Influyente botánico británico. Brown estudió medicina y ciencias naturales en la Universidad de Edimburgo.

En 1800 fue invitado por el naturalista británico sir Joseph Banks a unirse a una expedición por las costas australianas.

A su vuelta en 1805 trajo consigo casi 4.000 especies de plantas australianas. En 1810 se hizo cargo de la biblioteca y las colecciones de Banks, que fueron transferidas al Museo Británico en 1827.

Brown fue más tarde nombrado conservador del departamento botánico del museo.

Sus aportaciones científicas más destacadas fueron el llamado movimiento browniano, atribuido al movimiento de las partículas microscópicas, el descubrimiento del núcleo de la célula vegetal, y la distinción entre gimnospermas y angiospermas.

Siglo XIX: Marie Francois Xavier Bichat

Marie Francois Xavier Bichat nació en Thoirette, France, en 1771, murió en Paris a la edad de 31 años. En París, donde produjo sus obras bajo el mal de una tuberculosis, vivió los últimos 9 años. Estudió medicina en Lyon y en Montpellier. Era la época de la Revolución, las viejas instituciones se habían suprimido, así, la Société Royale de Médicine, la Académie Royale de Chirurgie, y la propia Facultad de Medicina se había cerrado. En cambio, se habían fundado las Ecoles de Santé.

Bichat llegó a Paris en 1793, donde empezó a asistir a la clínica quirúrgica que dirigía el gran cirujano Dessault. El joven, tímido, modesto e inteligente impresionó al gran cirujano, que lo acogió en su casa. Allí vivió Bichat hasta la muerte de Dessault en 1795.

Bichat abandonó entonces la cirugía para dedicarse a sus disciplinas favoritas: la anatomía, la fisiología y la patología. Su nombre quedó asociado a la hendidura cerebral. En 1800 fue admitido como médico del Ho'tel-Dieu, donde desarrolló una actividad frenética: en un solo invierno disecó cerca de 600 cadáveres sin abandonar la sala de autopsia día y noche. Poco después aparecieron los síntomas de la tuberculosis.

Murió en ese Hospital después de haber hecho una disección, cayó inconsciente por la escala, aparentemente se trataba de un compromiso meníngeo de la tuberculosis.

Las obras principales de Bichat fueron Traité des membranes, Anatomie descriptive, Anatomie générale. La más importante es la primera, en ella Bichat describe los 21 tejidos o membranas de los que se componen los órganos; entre ellos distinguió el nervioso, conectivo (o celular por la arquitectura en celdillas que adopta al expandirse), el vascular, muscular, óseo, cartilaginoso, mucoso, seroso, sinovial, glandular, etc. El tejido representa la unidad biológica con el mismo valor que Virchow asignará más tarde a la célula: unidad biológica de lo normal y patológico. Y tanto mayor mérito el de Bichat, pues creó el concepto de tejido, no así Virchow el de célula.

Bichat escribió:
Cuanto más examinamos los cuerpos, tanto más convencidos tenemos que estar de la necesidad de considerar la enfermedad local no del punto de vista de los órganos compuestos, que rara vez se afectan como un todo, sino del punto de vista de sus texturas diferentes, que casi siempre están afectadas separadamente.

Los métodos que empleó Bichat en sus investigaciones fueron la disección, el tratamiento con diversas substancias químicas y condiciones físicas. No se ayudó del microscopio. La explicación de esto hay que buscarla en su concepción filosófica.

Los empiristas ingleses remitían el origen de las ideas no sólo a la percepción externa, es decir, a la sensorial; admitían también que había ideas surgidas de la percepción interna, de sensaciones o impresiones, como las emociones, la alegría, la tristeza. Además, ideas surgidas de la reflexión y otros mecanismos de la mente. Este empirismo dio origen a la corriente del sensualismo fundada en Francia por Codillac, corriente según la cual el origen de todas las ideas estaba en la percepción sensorial.

Bichat era sensualista y en biología, vitalista. Como vitalista investigó sin traspasar el límite de lo biológico, sin necesidad de llegar a la química ni a la física. Como sensualista confió en sus sentidos y tomó por cierto lo que percibía por ellos. Desconfió, por lo tanto, del microscopio, porque, dijo, cuando se mira en la oscuridad, cada cual ve a su manera.

Bichar fue el precursor de la histología y de la patología general modernas.