Introdução à microscopia: tipos de microscópios e técnicas em citologia

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Foto: Fotomicrografia de células vegetais da epiderme da cebola (microscópio óptico; aumento de 100x), Arquivo Pessoal.

Nesse artigo vamos fazer uma introdução à microscopia, um assunto que pode cair na prova do Enem.

Isso porque geralmente os vestibulares vão querer saber quem inventou o microscópio

Ou ainda, vão querer que você saiba, dentre várias opções de seres microscópicos qual o de maior tamanho, o que quase sempre está relacionado com a complexidade desse organismo.

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Dessa forma, é fundamental que a gente faça uma introdução a microscopia…

E também é importante que a gente converse um pouco sobre a preparação de materiais para observação microscópica.

Então, vem comigo!

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Quem inventou o microscópio?

Primeiramente, é importante falar que o microscópio é um aparelho que permite ampliar o tamanho das imagens.

Com isso, esse instrumento foi essencial na descoberta das células.

Dessa forma, a humanidade passou a enxergar um mundo que antes era invisível a olho nu, o mundo microscópico.

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Além disso, com a ajuda do microscópio, a ciência concluiu que todos os seres vivos são constituídos por células, que fundamenta a teoria celular.

Mas afinal, quem inventou o microscópio? Essa importante descoberta é atribuída aos holandeses Zacharias Janssen (1580-1638) e seu pai Hans Janssen, por volta de 1591.

Portanto, de acordo com a história da ciência, os dois holandeses criaram o primeiro microscópio, sendo um microscópio composto.

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Um microscópio composto é constituído por mais de uma lente, e o microscópio dos Janssen era formado por duas lentes.

Depois, no século XVII, Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) e Robert Hooke (1635-1703) contribuíram imensamente para o avanço da microscopia e da citologia.

Isso porque, o comerciante holandês Leeuwenhoek, com seu microscópio simples, fez as primeiras observações de seres microscópicos e materiais biológicos.

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Já o físico inglês Robert Hooke, criou um microscópio composto de duas lentes (ocular e objetiva) e conseguiu observar a cortiça, uma casca de árvore.

Dessa forma, Hooke visualizou poros microscópicos, que ele denominou “Cell” (do inglês, cela, pequena cavidade).

Porém, o que ele visualizou exatamente foram as células mortas da cortiça, que perderam seu conteúdo, assim ele enxergou somente as paredes celulares.

No entanto, o termo que ele criou, “Célula”, continuou sendo utilizado para designar células vivas.

Microscópio óptico

Foto: Microscópio óptico ou fotônico/ Canva Pro

Os microscópios que foram utilizados pelos Janssen, Leeuwenhoek e Hooke são todos microscópios ópticos.

E até hoje esse tipo de microscópio é fundamental na citologia.

Além disso, hoje em dia o microscópio óptico, também é chamado de microscópio fotônico.

Esse aparelho tem esse nome porque utiliza fótons de luz que atravessam a amostra biológica, formando a imagem ampliada.

E por falar em imagem ampliada, o microscópio óptico pode aumentar o tamanho da imagem em até 1.500 vezes.

Ainda, atualmente, existem alguns outros tipos de microscópios ópticos:

  • Microscópio de polarização;
  • Microscópio de contraste de fase;
  • Microscópio de fluorescência;
  • Microscópio confocal.

Preparação de amostras para microscopia óptica

Para obter uma melhor qualidade na visualização dos materiais a serem observados…

Os cientistas criaram alguns procedimentos que ajudam a preparar a amostra para observação no microscópio óptico.

Com isso essa preparação consiste de quatro etapas básicas:

  • Fixação;
  • Inclusão em parafina;
  • Cortes histológicos;
  • Coloração.

De forma resumida, a fixação é a etapa que os cientistas tratam a amostra com substâncias conhecidas como fixadores, como é o caso do álcool e formaldeído.

O fixador vai matar a célula, mas vai conservar a estabilidade das estruturas intracelulares para observação.

Já a inclusão em parafina, é uma etapa que permite o corte da amostra biológica.

Isso porque geralmente é importante que se realize o corte do material para que possamos obter fatias bem finas…

Lembre-se que se trata de microscopia óptica, então a luz precisa atravessar a amostra, para que possamos ter uma imagem de qualidade do material.

Dessa maneira, é fundamental a realização de cortes para obtenção de fatias muito finas do material de interesse. 

Além disso, os cortes podem ser manuais, trazendo algum resultado quando se trabalha principalmente com certos tecidos vegetais.

No entanto, a inclusão em parafina é uma excelente técnica para observação de tecidos animais. Nesse caso, mergulha-se o material na parafina derretida pelo calor.

E depois que esfria e endurece, temos a formação de um bloco de parafina contendo o material biológico.

Os cortes ultra finos do bloco com a amostra serão feitos pelo micrótomo, um aparelho com lâminas de aço.

Por fim, vem a etapa da coloração, que vai nos ajudar a diferenciar as estruturas celulares.

E a principal técnica de coloração é a conhecida por “HE”. Essa técnica muito famosa pelos citologistas, consiste na utilização de dois corantes:

  • A Hematoxilina, um corante básico azul-arroxeado;
  • E a Eosina, um corante ácido, rosa-alaranjado.

Coloração HE e estruturas basófilas e acidófilas

A Hematoxilina, por ser uma substância básica, vai ter afinidade pelo núcleo celular, que é ácido por conter os ácidos nucléicos, DNA e RNA.

Com isso, o núcleo celular (ácido) é considerado “basófilo” por ter afinidade por corantes básicos, como é o caso da Hematoxilina. 

Já o citoplasma tem propriedades básicas devido a presença das mitocôndrias e de certos tipos específicos de proteínas.

Assim, o citoplasma (básico) é considerado “acidófilo” por ter afinidade por corantes ácidos, como é o caso da Eosina.

Dessa forma, células coradas pela técnica HE ficam com os núcleos azul-arroxeados (por causa da Hematoxilina) e com o citoplasma rosa-alaranjado, por causa da Eosina.

Leia Mais: Teoria Celular

Microscopia eletrônica

Foto: Microscópio Eletrônico de Transmissão – kallerna/Wikimedia Commons

Existem basicamente dois tipos de microscópios:

  • O microscópio óptico ou fotônico;
  • E o microscópio eletrônico.

Enquanto o microscópio fotônico precisa de luz para ampliar a imagem, o microscópio eletrônico usa feixes de elétrons.

Com isso, na microscopia eletrônica, o objeto a ser observado é tratado com metais pesados e é atravessado por feixes de elétrons emitidos pelo próprio microscópio.

Dessa forma, é gerada uma imagem em preto e branco, que depois pode ser colorida por programas de computador.

Além disso, existem dois tipos de microscópios eletrônicos:

  • O microscópio eletrônico de varredura (MEV);
  • E o microscópio eletrônico de transmissão (MET).

No microscópio eletrônico de varredura podemos observar a superfície dos objetos.

Já no microscópio eletrônico de transmissão podemos visualizar estruturas finas do objeto.

Limite de resolução e poder de resolução

Um conceito importante para tratarmos é o limite de resolução e poder de resolução de um microscópio.

Dessa forma, o limite de resolução é a menor distância entre dois pontos em que eles ainda podem ser visualizados como dois pontos separados.

Assim, o microscópio “resolve” os pontos de uma imagem, fazendo com que a gente consiga observá-los como pontos separados.

Por isso, usamos o termo “limite de resolução” porque vem de resolver (do latim que significa “separar”).

O nosso olho, por exemplo, tem um limite de resolução de 0,1 mm, nesta distância, ainda conseguimos distinguir dois pontos.

Enquanto o microscópio óptico possui um limite de resolução de 0,00025mm ou 0,25μm.

Já o microscópio eletrônico apresenta um limite de resolução de 1nm.

Com isso, quanto menor o limite de resolução maior o poder de resolução…

Ou seja, maior capacidade de “resolver”, de separar dois pontos, vê-los separadamente, mesmo a uma distância muito pequena.

Desse jeito, o microscópio óptico, com seu limite de resolução de 0,25μm, pode aumentar o tamanho da imagem até 1.500 vezes. 

Assim, com a microscopia fotônica conseguimos visualizar:

  • Célula animal;
  • Célula vegetal;
  • Protozoários;
  • Algumas bactérias;
  • Organelas com pouco detalhe.

Já o microscópio eletrônico, com seu limite de resolução de 1 nm, pode aumentar o tamanho da imagem em até 100.000 vezes.

Com isso, podemos visualizar em detalhes:

  • Organelas citoplasmáticas;
  • Bactérias;
  • Vírus;
  • Moléculas.

Mapa mental sobre introdução à microscopia

Para fixar as informações obtidas aqui neste artigo, veja agora este mapa mental de microscopia que elaborei para você.

Mapa mental sobre introdução à microscopia

Também te convido a assistir a minha videoaula sobre esse assunto de introdução à microscopia. Aproveite e se inscreva no canal!

https://youtu.be/yQZlWVSyi9E

Exercícios sobre microscopia

1. A membrana das células, pelo fato de ter cerca de 5 nm (0,000005 mm) de espessura, pode ser observada:

a) ao microscópio fotônico ou óptico.

b) ao microscópio eletrônico.

c) ao microscópio simples.

d) a olho nu.

2. (Unifor-CE) Durante o processo de preparação de tecidos em cortes para estudo microscópico, uma das fases em que o tecido é endurecido, a fim de que possa ser cortado em fatias finíssimas, é denominada:

a) fixação.

b) coloração.  

c) inclusão.

d) montagem.

Respostas:

1. b) ao microscópio eletrônico. Como o limite de resolução do microscópio eletrônico é de 1 nm, conseguimos visualizar a membrana da célula ou membrana plasmática que apresenta 5 nm de espessura.

2. c) inclusão. A amostra biológica é mergulhada em parafina derretida ao calor, que depois de esfriar, endurece. Com isso, obtemos um bloco de parafina com o material biológico. Esse bloco com a amostra será cortado em fatias finíssimas em um aparelho conhecido como micrótomo, que possui lâminas de aço.

Conclusão

Neste post você aprendeu alguns conceitos de introdução à microscopia.

Com isso, você descobriu quem inventou o microscópio e viu como se faz a preparação de amostras para microscopia óptica.

Além disso, você também conheceu os dois tipos de microscópios que existem, que no caso são:

  • O microscópio óptico ou fotônico;
  • E o microscópio eletrônico.

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Leandro Sinis, além de ser o CEO do Biologia Digital, traz consigo uma bagagem valiosa como biólogo e divulgador científico, graduado pela renomada Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Sua paixão pela ciência e pelo compartilhamento do conhecimento o impulsiona a liderar esta plataforma com dedicação e expertise. Para entrar em contato com Leandro, envie um e-mail para: leandrocarsi89@gmail.com