Metacromasia

Metacromasia (var. metacromasia) es un cambio característico en el color de la tinción realizado en los tejidos biológicos, que presentan ciertos tintes cuando se unen a sustancias particulares presentes en estos tejidos, llamados cromótropos. Por ejemplo, el azul de toluidina se vuelve azul oscuro (con una gama de colores que va del azul al rojo, dependiendo del contenido de glucosaminoglicano) cuando se une al cartílago. Otras tinciones metacromáticas muy utilizadas es la familia de tinciones de Romanowsky que también contienen colorantes de tiazina: el núcleo de los glóbulos blancos se tiñe de púrpura, los gránulos de basófilos de magenta intenso, mientras que los citoplasmas (de las células mononucleares) se tiñen de azul, lo que se denomina efecto Romanowsky. La ausencia de cambio de color en la tinción se denomina ortocromasia.

El mecanismo subyacente de la metacromasia requiere la presencia de polianiones dentro del tejido. Cuando estos tejidos se tiñen con una solución de tinte básica concentrada, como el azul de toluidina, las moléculas de tinte unidas están lo suficientemente cerca como para formar agregados diméricos y poliméricos. Los espectros de absorción de luz de estos agregados de tinte apilados difieren de los de las moléculas de tinte monomérico individuales. Las estructuras celulares y tisulares que tienen altas concentraciones de grupos sulfato y fosfato ionizados, como la sustancia fundamental del cartílago, los gránulos de mastocitos que contienen heparina y el retículo endoplásmico rugoso de las células plasmáticas, exhiben metacromasia. Esto depende de la densidad de carga de los aniones sulfato y carboxilato negativos en el glucosaminoglicano (GAG). El polianión GAG estabiliza las moléculas de tinte apiladas y cargadas positivamente, lo que produce un desplazamiento espectral a medida que los orbitales π del doble enlace conjugado de las moléculas de tinte adyacentes se superponen. Cuanto mayor es el grado de apilamiento, mayor es el cambio metacromático. Así, el ácido hialurónico, al carecer de grupos sulfato y con una densidad de carga sólo moderada, provoca una ligera metacromasia; El sulfato de condroitina, con un residuo de sulfato adicional por dímero de sacárido GAG, es un sustrato metacromático eficaz, mientras que la heparina, con N-sulfatación adicional, es fuertemente metacromática. Por lo tanto, el azul de toluidina aparecerá de color púrpura a rojo cuando tiñe estos componentes.

Las propiedades metacromáticas del azul de dimetilmetileno, un tinte de tiazina estrechamente relacionado con el azul de toluidina, se han aprovechado para analizar los glicosaminoglicanos extraídos del cartílago y otros tejidos conectivos. El pico de absorción cambia de aproximadamente 630 nm (absorción roja, por lo tanto color azul) a aproximadamente 530 nm en presencia de GAG. El ensayo original de Humbel y Etringer fue desarrollado por otros para crear un reactivo de azul de dimetilmetileno estable y ampliamente utilizado.

Aunque la metacromasia fue observada y descrita desde 1875, por Cornil, Ranvier y otros, fue el científico alemán Paul Ehrlich (1854-1915) quien le dio su nombre y la estudió más extensamente. La comprensión moderna de la metacromasia fue avanzada por el histólogo belga Lucien Lison, quien la estudió entre 1933 y 1936 y determinó su valor en la determinación cuantitativa de ésteres de sulfato de alto peso molecular. También estudió la metacromasia de los ácidos nucleicos. Más recientemente, Karlheinz Toepfer publicó en 1970 cambios espectrales con una concentración creciente de colorantes de tiazina que coincidían con los espectros de las mezclas de colorante:heparina, mostrando claramente que la metacromasia, correspondiente al color del cartílago teñido, podría reproducirse mediante una alta concentración del tinte solo. en solución. Por tanto, la proximidad de las moléculas de tinte fue el parámetro clave para definir la metacromasia. Otro ejemplo de tinte metacromático (fluorocromo) es el naranja de acridina. Bajo ciertas condiciones tiñe los ácidos nucleicos monocatenarios con fluorescencia roja (luminiscencia roja), mientras que cuando interactúa con ácidos nucleicos bicatenarios produce una fluorescencia verde.