El último paso de todo proceso histológico es la observación del resultado producido por la técnica realizada. El poder de resolución del ojo humano es de 0,2 mm (poder de resolución: distancia mínima a la que se discriminan dos puntos), mientras que una célula eucariota típica suele tener unas dimensiones que oscilan entre 10 y 50 micrómetros (µm; 1 µm = 10-6 mm). Además, si queremos estudiar la ultraestructura celular hay que tener en cuenta que el grosor de una membrana celular es de unos 7 nanómetros (nm; 1 nm = 10 -6 µm), mucho más pequeña. Todo ello implica que necesitamos aparatos que nos permitan aumentar la imagen que obtenemos de las muestras para discriminar estructuras tisulares diminutas como son las células o sus compartimentos. Estos aparatos se llaman microscopios.
Hay dos tipos de microscopios: los ópticos y los electrónicos.
Los microscopios ópticos, o de campo claro, utilizan la luz visible y lentes de cristal que permiten un aumento de las muestras de unas 1000 veces, con un poder de resolución de unos 0,2 micrómetros. Ésta es la máxima resolución que permite la luz visible por sus propiedades de onda. Los microscopios ópticos se usan para observaciones generales, características celulares y tisulares, y están presentes en todos los laboratorios de histología.
Los microscopios electrónicos se basan en la alta frecuencia de los electrones para conseguir un poder de resolución de hasta 1 nanómetro. Se usan para observar la ultraestructura de la célula y los tejidos, es decir, para estudiar el nivel subcelular, como orgánulos, membranas u organizaciones moleculares (por ejemplo, se pueden observar los ribosomas). Hay dos tipos de microscopios electrónicos: los de transmisión, que se usan para estudiar la ultraestructura de la célula en secciones muy finas, y el de barrido, que permite estudiar superficies.
A los microscopios, sobre todo los ópticos, se les pueden añadir dispositivos que permiten ampliar su potencialidad. Por ejemplo, al microscopio óptico se le puede adaptar una fuente luminosa y una serie de filtros para observar moléculas fluorescentes, o filtros para destacar cambios de densidad en el tejido, etcétera. A las diferentes formas de utilizar los microscopios para la observación de características de los tejidos se les llama microscopía. Así podemos hablar de microscopía óptica de contraste de fase, de fluorescencia, electrónica, etcétera.
La biología celular actual no se entiende sin estos aparatos. Su descubrimiento y su mejora constante ha sido indispensable para la formulación de la teoría celular, y para comprender, estudiar y experimentar con las células y llegar al grado de conocimiento que hoy en día disponemos de ellas (ver el apartado de la célula)
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