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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOSSUPERIORES IZTACALA CARRERA DE BIOLOGIA LABORATORIO DE ANATOMIA ANIMAL COMPARADA IMPLEMENTACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA TRANSPARENTACION DEL CHARAL (Chirostoma humboldtianum) CON SOLUCIONES ALCOHÓLICAS. TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO DE BIÓLOGA PRESENTA: Baeza Andrade Mónica Elizabeth. Director de Tesis: M. en C. Jorge R. Gersenowies Rodríguez México 2008 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. INDICE CONTENIDO PÁGINA 0 RESUMEN 1 I. INTRODUCCIÓN 2 II. ANTECEDENTES 7 II. 1 FIJADORES 7 II. 2 TINCIÓN DEL ESQUELETO 8 II. 3 TRANSPARENTACIÓN 9 II. 4 FUNDAMENTOS DE LA TÉCNICA DE TRANSPARENTACIÓN 12 II. 5 ORGANISMO MODELO PARA EL ESTUDIO 15 III. JUSTIFICACIÓN 18 IV. HIPOTESIS 19 V. OBJETIVOS 20 VI. MÉTODO 21 VI. 1 RUTA CRÍTICA 21 VI. 2 DESCRIPCIÓN DEL METODO 22 VII. RESULTADOS 26 VII.1 ANÁLISIS CUALITATIVOS 26 VII.2 ANÁLISIS CUANTITATIVO 29 VIII. ANÁLISIS DE RESULTADOS 32 IX. CONCLUSIÓN 34 X. BIBLIOGRAFÍA 35 XI. ANEXO (ESQUEMA Y TABLA DE LOS DATOS MERISTICOS) 42 1 RESUMEN. Los investigadores dedicados al estudio del esqueleto continuamente se enfrentan con la decisión de modificar las técnicas que se emplean para lograr la obtención de muestras de mejor calidad para realizar su trabajo. Se debe tomar en cuenta que la mayoría de los organismos terminan siendo manipulados constantemente por el investigador y almacenados por largo tiempo, procesos que lleva a su deterioro. Una de estas técnicas emergentes en el estudio del Bauplan es aclarar y colorear tejidos, órganos y sistemas, tanto de organismos completos como de porciones, siendo de gran valor e importancia para los estudios comparativos. La técnica de Hollister es un método ya estandarizado para la obtención de especímenes transparentados pero con características poco viables para su manejo. En el presente trabajo se modificó la técnica para obtener preparaciones más resistentes y manejables. Se implementó la técnica de transparentación de Hollister combinada con distintas concentraciones de alcohol (20%, 40%, 60%, y 80%) obteniendo buenos resultados en la transparentación de Chirostoma humboldtianum, con excepción de la concentración al 80% y KOH al 4%. En las demás soluciones no se afecto la digestión alcalina, pero si la consistencia del tejido resultando diferentes grados de deformación. Las diferencias fueron: el grupo control y la solución de alcohol 60% y KOH al 4% presentaron una mayor deformación en comparación de las demás soluciones. Una deformación intermedia se observa en la solución de alcohol al 40% y KOH al 4% y por último podemos decir que la solución que presento menor deformación se encuentra en la solución de alcohol al 20% y KOH al 4% la cual sugerimos utilizar en este tipo de técnica combinada. 2 I. INTRODUCCIÓN El estudio de la estructura de los organismos es el objeto fundamental de las ciencias morfológicas, y constituye la parte más antigua y quizás la más extensa de la biología (Estrada, 1982). Esto es debido a que el estudio de la estructura de los vertebrados pertenecientes a las diversas clases pone de manifiesto su parentesco, no solo entre sí, sino también con el hombre (Weichert 1989). Esto es más sobresaliente dado que existen alrededor de 50,000 especies vivas de vertebrados y su gran diversidad de conductas se asocia a su complejidad morfológica (Harvey y Pagel, 1991). Indudablemente uno de los objetivos de la biología es la investigación de las relaciones filogenéticas entre las especies ya que sus diferencias reflejan adaptaciones morfológicas, fisiológicas y ecológicas, cuyo conocimiento son esenciales para su aprovechamiento como recurso (Rosen, 1973). Una de las ramas de las ciencias naturales que se inclina por este estudio es la anatomía; que deriva de las dos declinaciones griegas “ana” y “temmo”, que quiere decir separar, cortar, dividir (González, 1961). La anatomía es la ciencia médica mas antigua, su estudio formal se inicio en Egipto y Mesopotamia (Gersenowies, 2000); y se ocupa del estudio de la organización estructural o Bauplan de los seres vivos, estudiando las partes que entran en su constitución, examinando sus múltiples caracteres estáticos en el cadáver por la práctica de la disección (González, 1961). Para mayor facilidad de estudio, la morfología se dividió a principios del siglo XVIII en una parte macroscópica y una microscópica. Los aspectos macroscópicos son revisados por la anatomía comparada la cual abarca el conocimiento de la organización de todos los seres vivos cuando han alcanzado su pleno desarrollo (González, 1961); además compara estructuras, resaltando las principales similitudes y diferencias poniendo de relieve los aspectos funcionales y evolutivos 3 que subyacen a la estructura de los vertebrados, explicando su diseño estructural (Bauplan) y las razones por las que este se rige (Kardong, 1999). Ahora bien, la estructura o morfología de los animales varía entre especies, no es uniforme y por lo tanto no pueden estandarizarse. Aun en el plano individual, existen diferencias entre los órganos bilaterales como son: huesos, músculos, articulaciones, vísceras, vasos y nervios. Algunos factores responsables de la aparición de las variaciones sobre los sistemas orgánicos son la edad, sexo, evolución y el ambiente (Sisson y Grossman, 1982). El estudio de estos factores provee al morfólogo de evidencia favorable para entender los procesos y productos de la evolución orgánica (Hilderbrand, 1995). Por otra parte, se señala que para precisar el estatus y las relaciones de los diferentes géneros de las especies de vertebrados, es necesario hacer estudios sobre comparaciones osteológicas (Flutch et. al,1972) debido a que es la estructura que mejor se conserva y resiste los aspectos de descomposición (White,1991). Los estudios de la estructura de los huesos son cada vez más importantes, especialmente en las ramas de la geología, paleontología, arqueología, antropología, y anatomía (White, 1991). Permitiendo comparaciones anatómicas que han servido de base para estudios sobre parentesco, clasificación, evolución y patologías (Knudsen, 1966). En este punto es adecuado considerar que Cajal afirmaba, “lo primero que hay que llevar a cabo para realizar una buena investigación, es establecer y estandarizar las técnicas a utilizar” (Ramón y Cajal, 2006 ). De ahí que los científicos han contribuido con un cierto número de innovaciones y de ideas poniendo un mayor énfasis en el trabajo auxiliar al método experimental influyendo en la capacidad de hacer herramientas aplicando técnicas establecidas y regulares, teniendo en mente los problemas y las necesidades propias de la investigación (Gómez,1983). Al ir adquiriendo una creciente complejidad, los métodos de investigación y sus procedimientos relacionados, también se volvieron más complejos. El desarrollo de nuevos planes sistematizados auxilian y optimizan el trabajo experimental en la 4investigación, creando modelos que permiten predecir el comportamiento de algunos fenómenos (Hilderbrand ,1995). Desde la antigüedad hasta comienzos del siglo XX, el estudio del esqueleto siempre consistió en el desmembramiento de los especímenes y su posterior descarnamiento y una limpieza que incluía su desengrasado concluyendo con un montaje. Fue hasta comienzos del siglo XX cuando se empezó a buscar técnicas alternativas que garantizaran que se mantuviera la posición tridimensional del esqueleto (Gersenowies, 2000). La adquisición de nuevas técnicas o mejoramiento de ellas ha logrado un mayor avance en el conocimiento, sobre la organización y función de los organismos, dando como resultado, una gran eficiencia y velocidad de la información obtenida en los trabajos de investigación, permitiendo la modificación de programas o modelos a utilizar (Balbás, 2002). Estos modelos son en principio aproximados, pero a medida que progresa el conocimiento de la naturaleza, se refinan y amplían (Hilderbrand ,1995). Una de estas técnicas emergentes en el estudio del Bauplan es aclarar y colorear tejidos, órganos y sistemas incluyendo el esqueleto, tanto de organismos completos como de porciones, y es indudablemente de gran valor e importancia en los estudios comparativos del esqueleto (Mayorga, 1964). La preparación del esqueleto en especímenes puede seguir distintos procedimientos; la mayoría de los métodos comprenden remover la carne preservando intacto el esqueleto (Simpking,1974). Para grandes vertebrados las diferentes técnicas que se tienen para lograr este objetivo son: una sencilla disección desollando al organismo retirando piel y músculo del hueso, o bien empleando escarabajos (Dermestes vulpinus) para remover la carne del cadáver; otra técnica utilizada es la maceración con cal del tejido del cadáver. Una más, es enterrar el cadáver en un lugar seguro dejando actuar bajo tierra a los hongos y bacterias los cuales removerán la carne del esqueleto (Knudsen, 1966). La mayoría de los estudios osteológicos para vertebrados de gran tamaño pueden realizarse de manera individual estudiando cada hueso por separado o bien de 5 manera completa, con todo el esqueleto articulado; si se realiza de manera completa, se requiere de técnicas de montaje para el esqueleto, utilizando distintos materiales como son alambre, pegamento, laca plástica, y cajas donde se pueda montar al espécimen haciéndolo resistente y duradero durante su almacenamiento. (Knudsen, 1966). El grado de eficiencia o daño al que esta expuesto el esqueleto varía para cada una de las técnicas, por ejemplo: cuando se utilizan los fórceps o pinzas, estos pueden rayar los huesos, además es muy fácil perder elementos pequeños entre el tejido que se va retirando. El uso de químicos para la degradación de tejido es extremadamente volátil y la absorción a través de la piel es sumamente peligrosa. El someter el material óseo a calor extremo en agua caliente es la técnica que causa mayor daño a los huesos y ligamentos, ya que la superficie del hueso se vuelve porosa, las suturas comienzan a desarticularse y los dientes tienden a salir de los alvéolos (Knudsen,1966). El manejo de derméstidos no es recomendable para limpiar organismos pequeños. Normalmente en esta técnica, es necesario que el espécimen este completamente seco para que los derméstidos primero coman la carne, después ataquen el cartílago de las uniones que hay entre los huesos y finalmente el tejido blando; pero si la carne está húmeda en el interior, los derméstidos empezaran a comer desde el principio la carne junto con el hueso (Simpking, 1974). Para preparar un montaje del esqueleto articulado en el que se garanticen la resistencia y durabilidad del espécimen muchas veces el uso excesivo de pegamento y alambre puede dañar los huesos. El almacenamiento de especímenes armados es muy difícil, ya que se requiere de un mantenimiento constante. Los huesos guardados individualmente pueden extraviarse o colocarse en distintos cajones e inesperadamente ser comidos por algunos animales, y así mismo el manejo de todas las piezas por separado hace muy difícil recopilar la información del esqueleto completo (Knudsen,1966). A través de estos medios comunes se dificulta demasiado el preservar huesos pequeños o cartílagos de la acción destructora de los diferentes reactivos, destruir un ejemplar valioso o partes del ejemplar bajo tratamiento. Es entonces, que 6 aparece una novedosa técnica, la técnica de tinción y transparentación, que ha demostrado ser útil para el estudio del esqueleto completo de pequeños vertebrados sin peligro de dañar el organismo, incluyendo especímenes muy delicados como embriones. Además de presentar ventajas como el bajo costo, la accesibilidad de los materiales usados y la rapidez con que se obtienen preparaciones más claras y precisas (Mayorga 1964). Esto se logra, sometiendo el espécimen a la acción de algunas substancias digestivas (en el caso de digestión alcalina con KOH y en el caso de digestión enzimática con tripsina), permitiendo la observación y el contraste de diversas estructuras u órganos, así como organismos completos, que de otra manera no se lograrían (Gaviño,1996). Esta técnica fue seguida por Davis y Gore (1947), en parte modificada de la propuesta por Hollister (1934), continuada por Dingerkus y Uhler (1977), la cual se modificó sustituyendo la digestión alcalina por una digestión enzimática. Dentro de esta última se incluye la tinción de las estructuras óseas con rojo de Alizarina “S” (Dingerkus, 1981). Esta tinción es afín a los depósitos de sales de calcio por lo que es absorbida por el hueso y cartílagos calcificados, logrando comprobar las distintas etapas de desarrollo basándose en el grado de osificación (Hollister, 1934). Sin embargo, una de las desventajas que presenta es su fragilidad cuando se manipulan. 7 II. ANTECEDENTES II. I FIJADORES El conocimiento empírico de las técnicas histológicas puede remontarse a los egipcios, con el embalsamamiento de cadáveres y el uso de los fijadores como el alcohol etílico para la conservación de los tejidos, sin embargo, se puede decir que es a partir del siglo XVI cuando se deja la dependencia escolástica antigua para iniciar el método científico moderno (Aguilar et al., 1996). Con el advenimiento del microscopio y su empleo en el campo de la biología, se abrió un amplio panorama para el estudio y la investigación, y trajo conjuntamente, una serie de problemas de difícil solución. Cuando se trataba de hacer estudios con cortes de tejidos, animales o vegetales, se apreció que en poco tiempo éstos sufrían fenómenos de destrucción. Esta dificultad abrió las puestas a lo que se conoce actualmente con el nombre de fijación tisular (Estrada, 1982). Robert Boyle (1627-1691), promovió los métodos anatómicos. Afirmó que la preservación del cuerpo humano y otros organismos en “espíritu de vino” (como entonces conocían al alcohol etílico), con notables facultades balsámicas, resiste poderosamente la putrefacción, de partes suaves del cuerpo sin perder su consistencia (Cole, 1975). Pierre Dionis (1643-1718), usa el ácido tánico en contra del crecimiento de hongos. (Arráez, 1997, González y González, 2002) empleado para curtir pieles por sus propiedades surfactantes (acción similar a la del jabón o los detergentes) por lo que tiene efectos antifúngicos y se usa desde tiempos ancestrales, pues se encuentra en el vino tinto y otros alimentos (Torrez, 2000) Leeuwenhook en 1714 empleó una solución de alcohol y utilizando la desecación espontánea fue la primera forma de fijación (Gaviño, 1996). William Hunter (1718-1783), utiliza el alcohol como medio de fijación y conservación (Gryglewski, 2002). Kart William Sheele (1742-1786), aplicó la glicerina para conservación de cadáveres(Arráez, 1997). Scheele descubrió la glicerina en 1779, en los 8 productos de la saponificación de aceite de oliva. La glicerina posee una propiedad solvente peculiar y poderosa, y también es un preservativo excelente y sólo el alcohol lo supera, y tiene un uso considerable (Cook, 1869). Su avidez por el agua es tan amplia que reduce la humedad de los tejidos a los que se aplica, de modo acelerado. La glicerina es un higroscópico poderoso, considerablemente antiséptica, mata parásitos y preserva tejidos animales, pero las estructuras conservadas en él se tornan blandas (Burck, 1969). August Wilhem Von Hofmann (1818-1892), químico alemán, descubre el aldehído fórmico, también llamado formol o formalina. El formol y sus derivados desde 1868 hasta la fecha, con base de la conservación de piezas anatómicas y cadáveres completos, y los más usados en las técnicas de conservación y embalsamiento (Arraez, 1997). Tillant en 1892 y Blum en 1893, señalaron las propiedades del formol como fijador; estos procedimientos preservaban los tejidos para su futuro estudio, y modificaban su consistencia de manera que los cortes podían prepararse mas fácilmente (Estrada, 1982). II. 2 TINCIÓN DEL ESQUELETO Un primer apogeo en el uso y la selección de colorantes adecuados se produjo en el antiguo Egipto. En aquel entonces, la mayoría de los pigmentos auténticos empleados eran inorgánicos. Sin embargo, prendas de vestir de aquella época revelan que ya en el año 2,500 a.C. se utilizaban el índigo azul y el rojo alizarina, extraído este último de la rubia. Durante siglos, este rojo luminoso, también conocido como rojo turco o Rubia tinctorum, fue el único colorante rojo resistente a la luz, este colorante era el utilizado para dar su característico color rojo al fez turco o a los tapices cazajos (König, 2003). En 1567 el médico francés Antonio Mizaldus, utilizando un método antiguo de estudio macroscópico de los colorantes, en cuanto el teñido en rojo del tejido óseo en proliferación, después de la alimentación de animales con Rubia tinctorum (Estrada, 1982). 9 El desarrollo de la anatomía microscópica avanzó lentamente durante el siglo XVIII, el nacimiento de las técnicas de tinción empieza a jugar su trascendente papel, aunque de manera muy esporádica y rudimentaria. La primera tinción fue hecha por John Belchier (1706-1785) en el tejido óseo y, comprobada por el fisiólogo francés Louis Dohamel (1741-1743) afirmando que este colorante era fijado por la cal de los huesos. (Aguilar, et.al, 1996) En 1868 por primera vez el rojo de alizarina, fue sintetizado, representando el primer ejemplo de un trabajo sistematizado en el desarrollo de pigmentos. Graebe y Liebermann extrajeron la alizarina, el elemento colorante de la rubia, al antroceno presente en el alquitrán de la hulla. La síntesis del colorante de la rubia tuvo como consecuencia que en torno al año 1880 la rubia se dejara de cultivar prácticamente en todo el mundo (Hollister, 1934). II. 3 TRANSPARENTACIÓN Hollister (1934), durante su trabajo en el Departamento de investigación tropical de la sociedad de zoología en la Universidad de Nueva York, preparó varias soluciones aclaradoras y una tinción para hueso de 300 especímenes entre los cuales se encontraban embriones humanos, pequeños mamíferos y embriones de serpiente, con la finalidad de facilitar el estudio del esqueleto adaptando a su técnica nuevas mejoras con el uso de luz ultra-violeta durante el proceso del aclarado de tejidos. Mayorga (1964), realizó un estudio anatómico comparativo de la osteología de las especies de anfibio Eleutherodatylus portoricencis de la isla de Puerto Rico. Empleando un método de transparentación descrito por Davis y Gore (1947) sustituyendo KOH por NaOH y coloreando el esqueleto con rojo de Alizarina “S“, según la técnica descrita por Hollister (1934). Taylor (1967), propuso un método enzimático para aclarar, en el cual se lleva a cabo un proceso de digestión del tejido muscular utilizó enzimas pancreáticas que remplazaron la maceración alcalina después de teñir con rojo de alizarina “S”. El método de Taylor, con una pequeña modificación utilizando azul de alciano para 10 teñir cartílago (Dingerkus y Uhler,1977) también puede ser un método estándar para el aclaramiento de especímenes antes de teñir hueso. Dingerkus y Ulher (1977) en la división de ciencias biológicas de Nueva York, realizaron un aclarado de tejido utilizando una solución enzimática con tripsina y la tinción con azul de alciano para la demostración de cartílago en pequeños vertebrados como peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos obteniendo resultados confiables. Eun-Ho Park y Dong Soonkim (1984) También utilizaron la transparentación en embriones, para el estudio de malformaciones osteológicas. Chapparad y sus colaboradores (1985), de la universidad de Saint Etienne, Francia. Preservaron permanente esqueletos completos con rojo de alizarina “S” por aclaración y embebidos en resina poliéster. Posteriormente al procedimiento de fijación y tinción. Los especímenes fueron deshidratados de una manera gradual en acetona-poliéster. Consecutivamente los especimenes fueron incluidos en la resina poliéster. Rousseaux (1985), en el colegio Western de Medicina Veterinaria, en el departamento de patología veterinaria. Elabora una tinción automatizada de cartílago y hueso para el montaje de preparaciones de vertebrados. Usando un proceso automático, los especimenes fueron teñidos en azul de alciano por 24 hrs y macerados en 3% de hidróxido de potasio. Los especimenes fueron aclarados y preservados en glicerina. Obteniendo un total de 600 fetos procesados en menos de 5 días. Mientras Selby (1987) de la división de biología del laboratorio nacional de Tennese, presentó un método rápido de tinción ósea, describiendo dos técnicas posibles para roedores de edad y de tamaños mayores. Esto le permitió estudiar las malformaciones en el esqueleto de roedores, haciendo observaciones en las malformaciones y mutaciones dominantes. Harder (1988), del instituto de biología de Alemania. Utilizó sales de cobre para tinción del hueso y colágena. Los especimenes o bloques de tejido fueron teñidos en fresco o fijados en formalina o alcohol. La tinción comprendió la inmersión del 11 tejido en sulfato cuproso o cobre clorhídrico por algunas horas. Posteriormente fue combinado satisfactoriamente con la técnica de aclarado en glicerina y xileno. Song y Parenti (1995). Realizaron la aclaración y tinción de especímenes completos de peces para la demostración simultanea de hueso, cartílago y nervios. Presentaron un método de aclaración enzimática y tinción de especímenes completos de peces para demostrar simultáneamente hueso cartílago y nervios. Los nervios fueron teñidos con azul negro o negro de sudán B; seguido de tinción con azul de alciano - rojo de alizarina “S” y posteriormente aclarados. Tomo y sus colaboradores (1997) del departamento de anatomía de Japón y el departamento de odontología de Australia. Utilizaron la técnica de transparentación para la observación del desarrollo de los cartílagos mandibulares en embriones de rata. Describiendo la característica tridimensional en el proceso del desarrollo, empleando una doble tinción y aclarado. Brown, (1998) de la asociación de profesores de Biología en Kansas. Realizó el aclarado y tinción de pequeños vertebrados, para la enseñanza del sistema esquelético y la comparación de estructuras homólogas de órganos y sistemas siendo útil en la comparación del esqueleto de fetos de diferentes vertebrados. Sánchez y colaboradores (1996) de la Universidad Católica de Santa María, demostraron el desarrollo óseo de fetos humanos retomando la técnica de diafanización de Dawson, modificando algunos pasos en cuanto al uso de xilol como disolventede grasas y el carmín alcohólico como colorante del tejido; en lugar de acetona y alizarina respectivamente; así mismo, incrementaron la concentración de KOH para disminuir el tiempo de transparentación. Se emplearon tres fetos humanos de diferentes edades, logrando visualizar el desarrollo óseo en forma secuenciada y diferenciando la osificación endocondral de la membranosa. Young y sus colaboradores (2000),del departamento de toxicología de Kansas, elaboraron una manera de preparar hasta 1000 fetos simultáneamente para el estudio del desarrollo de toxicidad prenatal donde se llevó a cabo la evaluación del desarrollo esquelético fetal. En su artículo describen un método para la tinción de 12 ambas estructuras, huesos y cartílagos de fetos usando soluciones y procesos en una escala industrial. Sánchez (2001) en la UNAM. Campus Iztacala, México, realizó la transparentación con KOH y rojo de Alizarina “S” de peces pleuronectiformes en su estudio de la comparación de las relaciones de similitud entre ocho especies de pleuronectiformes mexicanos, analizando el esqueleto postcraneal. Menegola y sus colaboradores (2001), del departamento de Biología en Italia elaboraron un atlas del esqueleto de rata fetal realizando una doble tinción para teñir hueso y cartílago. El esqueleto del feto de rata (rojo de alizarina y azul de alciano) es descrito en detalle para obtener un atlas del desarrollo, identificando importantes anormalidades en la morfología del esqueleto. Green y sus colaboradores (2002), de la escuela de Biología Marina de Australia. Realizaron un método rápido y barato para examinar otolitos en larva de peces, la técnica fue desarrollada insitu en Amphiprion melanopus, los especímenes fueron aclarados y teñidos usando la tinción de plata de Von Kossa método para mostrar el calcio. Finalmente se analizaron las variedades de crecimiento. II. 4 FUNDAMENTOS DE LA TÉCNICA DE TRANSPARENTACIÓN La primera parte de la técnica consiste en fijar al organismo en una solución de formol al 4 %. La fijación tisular consiste en interrumpir rápidamente los procesos de autolisis y putrefacción tratando de conservar la arquitectura y composición química de la célula o tejido (García, 1993). La mayoría de los fijadores son substancias que actúan sobre la porción protéica del espécimen. La acción de los fijadores transforma el coloide protoplasmático en geles insolubles e irreversibles, es decir, actúan solidificando el protoplasma por medio de coagulación o precipitación (entre más denso es un coloide mejor se conserva) (Gaviño, 1996). Es útil conocer la velocidad de penetración de un fijador, el grado de endurecimiento que provoca en los tejidos y saber si prepara adecuadamente para las tinciones que posteriormente se realizarán. Es mayor la de los alcoholes y la acetona, pero no preservan tan bien la estructura tisular (García, 1993). 13 La fijación al igual que la penetración del fijador, no es instantánea. La mayoría de los fijadores no esta siempre en concordancia con su velocidad de penetración: la formalina por ejemplo, es un fijador que penetra con relativa rapidez en el tejido y, sin embargo, lo fija con cierta lentitud (García, 1993 ). El tejido se puede fijar durante un largo periodo (10-24 hrs). El lavado y la deshidratación deben ser rápidos (Mercer, 1979). La tinción es la combinación química de las moléculas del colorante con las moléculas constituyentes de las células, teniendo su aplicación práctica al teñir los diferentes componentes celulares y tisulares para facilitar su observación (Aguilar et al, 1996). En esta técnica, el tejido se sumerge en una solución acuosa de hidróxido de potasio-rojo de alizarina “S” durante 24 hrs. (Hollister,1934). El análisis del hueso en vertebrados, muestra que su mayor constituyente es la hidroxiapatita de calcio con una pequeña cantidad de carbonato de calcio. Estos factores muestran cierta relación concerniente con la afinidad entre el rojo de alizarina “S” y hidroxiapatita de calcio del hueso (Hollister, 1934). Las sales de calcio absorben la alizarina de acuerdo con la acumulación de minerales en el proceso de osificación del organismo y su etapa de desarrollo (Kirwan, 2004). La alizarina es soluble en agua y alcohol y es un tinte ácido en solución alcalina y vital para huesos (Hollister, 1934). En este proceso, el pH de la solución colorante es crítica para asegurar una identificación positiva de las sales cálcicas, y debe encontrarse un pH entre 4.1 y 4.3 (García, 1993 ). Esto lleva a la conclusión de que el pH bajo (ácido) favorece la coloración básica y que el pH alcalino (elevado) favorece la acción de los colorantes ácidos (Gaviño, 1996). En presencia de metales iónicos, como el calcio en los sitios de localización se cubrirán y estarán rodeados de un precipitado de color rojo-violeta que permite la visibilidad de las piezas óseas después de diafanizar los músculos. El tiempo más efectivo de inmersión en la solución colorante, esta determinado enteramente por su reacción bioquímica y el tamaño del organismo (Aguilar et al., 1996). Teñido el organismo se lava y se coloca en una nueva solución de hidróxido de potasio al 4% hasta su completa digestión (Barthelemy,1975). El proceso se ve influenciado por la cantidad de musculatura del organismo y depende de la talla y 14 del desarrollo de los mismos. Así como de su contenido de grasas. (Lee y Sinnhuber, 1972; Farkas et al., 1977). El contenido de grasa del músculo de los peces varía no solamente en relación con las familias; también con las estaciones del año. Los contenidos de grasa y agua en los tejidos de un pez, tomado como individuo, varían inversamente entre una y otra; y, por otra parte, el contenido de grasa varía en el mismo pez (Werner, 1987). Los peces de agua dulce también muestran diferencias según el grupo en su contenido relativo de grasa y, generalmente, ésta tiene características químicas diferentes a las que presenta la grasa de las especies marinas, incluso, la cantidad de ácidos grasos en los peces dulceacuícolas es mayor que en los peces marinos (Gruger et al.,1964; Ackman,1967). La principal reserva energética en peces corresponde a lípidos, fundamentalmente triacilglicerídos, los cuales son consumidos para actividades de alta demanda energética, tales como la reproducción, crecimiento y migración, o en actividades de rutinas durante períodos de escasez de recursos como reserva en el invierno (Werner, 1987). La acumulación de lípidos depende directamente de la adquisición de alimento. Durante los períodos de alta ingesta los lípidos pueden ser almacenados en el tejido somático e hígado, así como en los mesenterios de los intestinos (Werner, 1987). Una vez digerido, se complementa la técnica con la transparentación por medio de su aclarado a través de un tren de glicerina (Simpking, 1974). Posteriormente el material obtenido se almacena en glicerina al 100 % (Mayorga, 1964). Sin embargo, pese a que la técnica de transparentación se realice por digestión alcalina (KOH) o de manera enzimática (tripsina) produce preparaciones, muy delicadas y endebles, las cuales fácilmente son deterioradas por la manipulación cotidiana (Gersenowies, 2000). Para dar una mayor consistencia se han probado al menos dos estrategias diferentes, la inclusión y plastinación que son casos particulares de conservación que permiten inmovilizar todas las estructuras de forma definitiva y establecer con ello su protección. La primera consiste en el encapsulado de los especímenes transparentados en resinas que posee la 15 desventaja de no tener una buena manipulación del espécimen para observar estructuras finas, por lo que solo es de utilidad en museografía (Gersenowies, 2000). La otra estrategia consiste en plastinar con resinas poliéster el espécimen transparentado, pero aun,los resultados no han podido ser definitivos debido a que organismos mucho más delicados como son fetos y juveniles durante el desarrollo de esta técnica el tejido adquiere una consistencia quebradiza (Kirwan, 2004). Por ello es necesario buscar una técnica de transparentación en donde el tejido blando posee una mayor consistencia permitiendo que los especímenes transparentados sean más resistentes a la manipulación cotidiana y a tratamientos posteriores. Como alternativa a la técnica de tinción y transparentación, en este trabajo se propone realizar algunas modificaciones en el proceso de digestión alcalina, se sustituirá el agua con diferentes concentraciones de alcohol etílico para preparar la solución digestora de KOH. Los alcoholes pueden considerarse como derivados del agua en los que uno o dos átomos de hidrógeno han sido remplazados por grupos alquilo (Vollhardt y Shore, 1999). Son compuestos con fórmula general (ROH), todos los alcoholes contienen el grupo hidroxilo (OH), el grupo puede ser primario, secundario o terciario (Morrison,1990). Sirven como disolventes y también como importantes intermediarios de reacción, son miscibles en agua y pueden formar puentes de hidrógeno consiguiendo tener un punto de ebullición alto (Burgoyne,1983), también estabiliza la membrana celular permitiendo que el tejido se endurezca. II. 5 ORGANISMO MODELO PARA EL ESTUDIO Los peces óseos cuentan en la actualidad con más de 20,000 especies (Young,1985). La investigación para generar más conocimiento de la vida de los peces ha sido el resultado del natural deseo por saber más sobre la naturaleza y de nuestra necesidad de recabar más información relacionada con las especies que nos sirven para el comercio. Sin embargo, la mayor parte de los estudios de estos organismos se han centrado en la biometría, pero la osteología puede 16 aportar nuevos elementos para la resolución de problemas taxonómicos (Valdéz,1997). El género Chirostoma es endémico del territorio mexicano, actualmente constituido por 18 especies, todas dulceacuícolas, las cuales se distribuyen de manera natural en el Altiplano Mexicano (Sánchez et. al 2006). La especie Chirostoma humboltianum es una especie carnívora y básicamente ingiere zooplancton (ver figura 1), es de gran importancia cultural y económica, al ser utilizada durante décadas como alimento por las poblaciones localizadas alrededor de los lagos (Blancas, 2004); tenía una amplia distribución, pues se le encontraba al oriente desde los lagos interiores del valle de México como Xochimilco, Chimalhuacán, Texcoco y Tláhuac (Soto,1953), la cuenca del río Lerma y hacia el oeste, en las lagunas de Juanacatlán (Jal. ) Santa María y San Pedro Lagunillas (Nay.). En la actualidad se encuentran en la laguna de Zacapu (Mich.); Trinidad Fabela, Huapango, Danxhó, Tiacaque y Tepuxtepec (todas en el Estado de México). En 1988 Alaye, menciona la existencia de Chirostoma humboltianum en Pátzcuaro, producto quizá de una introducción involuntaria como sucedió en los embalses el Bosque (Mich.),y Villa Victoria (Méx), ubicados en la cuenca del río Balsas (Rosas, 1970, Bonilla, 1982; Chávez- Toledo, 1987). Figura 1. Chirostoma humboldtianum De acuerdo a los criterios de Lagler et al (1977) y Barbour (1973), la clasificación taxonómica de Chirostoma humboltianum es la siguiente: PHYLUM CHORDATA SUBPHYLUM VERTEBRATA 17 SUPERCLASE PISCES CLASE OSTEOICHTHYES SUBCLASE ACTINOPTERYGII SUPERORDEN TELEOSTEI ORDEN PERCIFORMES SUBORDEN MUGILOIDEI FAMILIA Atherinidae GÉNERO Chirostoma ESPECIE C. humboldtianum Algunas de las características que posee este organismo fueron adecuadas para llevar a cabo este trabajo, como primer dato tenemos que es una especie endémica del territorio mexicano ( Paulo et al., 2000 ), de la cual se puede decir que tiene una amplia distribución en el país (Soto, 1953). Su reproducción se da casi todo el año, por lo tanto, se puede encontrar en diferentes épocas y conseguir en cualquier centro comercial. Es una especie muy comercial y factible su cultivo, por ende su costo es económico (Barbour, 1973). Es una especie pequeña, que cumple con las características de los vertebrados, poseyendo un esqueleto complejo además de ser un organismo que puede manipularse fácilmente. Esto nos lleva a decir que de acuerdo a su fácil manejo, se puede medir de manera indirecta la resistencia del tejido a través del ángulo de deformación del cuerpo. 18 III. JUSTIFICACIÓN Los investigadores relacionados con la anatomía animal, continuamente se enfrenta a la decisión de modificar las técnicas que emplea para lograr la obtención de muestras de mejor calidad para la realización de su trabajo. De modo que puede extender las posibilidades para nuevas propuestas metodológicas para el estudio del grupo de interés. Se debe tomar en cuenta que la mayoría de los organismos terminan siendo manipulados constantemente por el investigador y almacenados por largo tiempo, procesos que llevan a su deterioro. En el caso de la transparentación, el modificar la técnica para obtener preparaciones más resistentes y manejables será un auxiliar para llevar a cabo un estudio osteológico más completo. Al ofrecer una mejor consistencia y composición, puede ayudar a preservarlos más tiempo, sin que ocurran deformaciones en su morfología, y así promover una más apropiada observación y facilidad de manejo. Esto conlleva a la propuesta del presente trabajo, donde se pretendió realizar modificaciones de la digestión alcalina utilizando alcohol etílico como vehículo que permita una mejor preservación de la membrana y así obtener preparaciones con especímenes con mejor firmeza, ya que la propiedad del alcohol como fijador brinda un efecto endurecedor sobre el tejido dándole más resistencia, y de este modo mejorar y facilitar el trabajo del investigador. 19 IV. HIPÓTESIS El presente trabajo considera la siguiente hipótesis: Sí, el alcohol permite una preservación más adecuada de las membranas celulares y al mismo tiempo permite realizar una digestión alcalina de los elementos intracelulares, entonces la modificación de la técnica de transparentación usando una digestión alcalina en soluciones alcohólicas, permitirá obtener especímenes transparentados más resistentes al manejo cotidiano. 20 V. OBJETIVOS • Obtener una serie de especímenes transparentados con el método de Hollister (1934). • Estandarizar la técnica de transparentación sustituyendo la digestión alcalina en agua con la digestión alcalina en un medio alcohólico. • Comparar la deformación en los cuerpos de Chirostoma humboldtianum por la técnica de transparentación clásica de Hollister con la técnica de transparentación modificada con una digestión alcalina en medio alcohólico. • Proponer una técnica alternativa para la transparentación de Chirostoma humboldtianum. 21 VI. MÉTODO VI. 1 RUTA CRÍTICA La ruta crítica seguida se muestra a continuación: Obtención de los organismos Fijación con formol 1 I TRANSPARENTACIÓN I Grupo control Hollister 1934 j Hidróxido de potasio a14% Rojo de alilarina S 0.01 Hidróxido de potasio al 4% 1 Tren de glicerina 20-100 % L [ Alcoholes 1 Hidróxido de potasio a14% Rojo de alilarina S 0.01 Hidróxido de potasio a14% + Alcohol en concentradones20. 40. 60 Y 80 " 1 , I __ --'l--' ____ --, ~e ,Uce'; •• 20- 100 % Medlcióndelosánguloscon ~ transportador 'F-O-Io-,-r-'f-I'-'-d":~-Io-.-o-r-,-.n-I-sm-o-. ' S mostrando los ángulos Análisis de varianla y Estadístico comparativo 1 ANAlISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES 22 VI. 2 DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO. Se obtuvieron 106 peces del género Chirostoma humboldtianum (charal) en un centro de distribución comercial, tomando en cuenta tanto hembras como machos entre los rangos de medida 8 cm a 13.6 cm de largo (los organismos provienen de la laguna de Zacapu, Michoacán, información proporcionada por los distribuidores). Posteriormente se mantuvieron en hielo durante el transporte al Laboratorio de Anatomía Animal Comparada en la Unidad de Morfofisiología de la Universidad Nacional Autónoma de México Campus Iztacala; donde se obtuvieron los datos merísticos (ver anexo 1). Cada uno de los organismos fue etiquetado. Los organismos fueron descamados tratando que la piel quedara totalmente limpia. Así mismo se identificaron los especímenes con las claves de Castro- Aguirre (1978) y Álvarez del Villar (1970). Para evitar la autodigestión enzimática y la descomposición por microorganismos, los organismos fueron fijados en formol al 4% durante 5 días. Una vez fijados, se lavaron con abundante agua corriente y se dejaron remojando por 24 hrs para eliminar el exceso de formol. Posteriormente, se colocaron en un recipiente, donde se sumergieron durante 48 hrs en una solución de rojo de alizarina “S” al 0.01 % y KOH al 4%, hasta que el esqueleto de los especímenes estuviera bien teñido. Esto para que los elementos óseos se tornaran de un color rojo-púrpura. Nuevamente los especímenes fueron lavados en abundante agua corriente. Una vez que los organismos estuvieron teñidos y lavados, los 106 peces se separaron al azar en grupos, los cuales se colocaron cada grupo en frascos de ½ litro; posteriormente se asignaron al azar cada uno de los siguientes tratamientos. • Control : se ocupo 1.5 litros de solución de KOH al 4% • KOH al 4% en alcohol al 80%: se ocupó 1.5 litros de solución compuesta por 300 ml de KOH al 20% + 1.2 litro de alcohol etílico. 23 • KOH al 4% en alcohol al 60%: se ocupó 1.5 litros de solución compuesta por 300 ml de KOH al 20% + 300 ml de agua destilada+ 900 ml de alcohol etílico. • KOH al 4% en alcohol al 40%: se ocupó 1.5 litros de solución compuesta por 300 ml de KOH al 20% + 600 ml de agua destilada+ 600 ml de alcohol etílico. • KOH al 4% en alcohol al 20%: se ocupó 1.5 litros de solución compuesta por 300 ml de KOH al 20% + 900 ml de agua destilada+ 300 ml de alcohol etílico. Los frascos del grupo control se sometieron de acuerdo a la técnica de transparentación de Hollister (1934). Se observaron continuamente anotando los cambios ocurridos durante el proceso de transparentación, es decir hasta que el esqueleto quedara completamente visible a contra luz definiéndose sus elementos. Así mismo se hizo el seguimiento de la transparentación en las diferentes porciones del cuerpo según como se fueron aclarando. Para esto, el cuerpo del pez se dividió de la siguiente manera (Figura 2): • Región cefálica: la cabeza empieza en la parte anterior del morro y termina en la parte posterior del opérculo. • Región torácica: el tronco comienza en el extremo de las aberturas branquiales y acaba en el ano. • Región caudal: inicia al término de la aleta anal y en la mayoría de los peces termina en una aleta caudal, la aparte musculosa recibe el nombre del pedúnculo caudal. 24 Figura 2. Esquema del pez por regiones. Cuando los organismos se encontraron completamente traslúcidos, se colocaron a un tren de glicerina en las siguientes concentraciones 20%,40%,60%,80%,90%,100%, permaneciendo una semana en cada solución. Terminado el proceso de transparentación los organismos se almacenaron en glicerina al 100%. Los organismos fueron fotografiados con una cámara digital para el análisis posterior. Después se toman las medidas de deformación, para lo cual se utilizó el ángulo que formaba con respecto a la horizontal cuando se sostiene el espécimen por el pedúnculo caudal, las medidas obtenidas se ocuparon para conseguir un estimado de la turgencia del tejido y de este modo determina cuál es la concentración adecuada para estandarizar la técnica de transparentación alcohólica. Para obtener los ángulos de curvatura del pez, se consiguió una pieza de formaica de 30 x 30 cm. que tuviera una superficie lisa. En un extremo de la tabla se midieron 20 cm, tomando la medida desde el borde hacia el centro y trazando una línea horizontal. Así mismo se marco la mitad de esta línea con un pequeño punto, 25 quedando como referencia para colocar uno a uno los organismos sujetos de costado a la altura de la aleta anal. De esta forma el cuerpo por gravedad caerá de manera natural formando un arco. La parte final del arco, corresponde al extremo del morro se marcó y se trazó una línea desde este punto hasta la línea horizontal formando el ángulo de interés. Para facilitar la medición y marcar con mayor rapidez los ángulos, se colocó por detrás de la línea horizontal un transportador de modo que el punto de referencia de la línea coincidiera con la medida de referencia del transportador, posteriormente, en un extremo del transportador se amarró un hilo para delinear el ángulo y medirlo directamente en el transportador (Figura 3). Con los datos obtenidos de los ángulos de las distintas concentraciones y con las del grupo control, se llevaron acabo las comparaciones realizando un análisis de varianza unífactorial junto con el procedimiento Post Hoc de Tukey, para ello se utilizó el programa “Statistica” ver 6. Figura 3. Fotografía de la manera en que se medió el ángulo de deformación de Chirostoma h. 26 VII. RESULTADOS VII. 1 CUALITATIVOS Durante el proceso de digestión se observó que, tanto en el grupo control como en los grupos experimentales, el tiempo en que se transparentaban los organismos de mayor y menor talla eran diferente, resultando que los de menor talla se transparentaban más rápido que los de mayor talla. Otra característica que presentaron, fue la cantidad de grasa de los organismos que variaba de acuerdo a los meses del año en que se realizó la compra, por lo que se tuvo que cambiar las soluciones a todos los tratamientos una vez durante el proceso. La transparentación también varió de acuerdo a las estaciones del año siendo en invierno más lento y en verano más rápido. Se observó que las primeras porciones del cuerpo que comenzaron a trasparentarse fueron las aletas (pectoral, pélvica, dorsal y caudal), posteriormente, se formó una zona clara alrededor del pez. Después, se continúo transparentando la porción correspondiente a la región cefálica y al finalizar esta porción, se comenzó a transparentar la región caudal, después de 2 a 3 días se transparentó la porción correspondiente a la región torácica. Los resultados obtenidos del grupo control por la técnica de Hollister (1934) fueron los siguientes; los organismos se transparentaron sin presentar algún problema tanto en la digestión alcalina por KOH como en el tren de glicerina. Presentan un buen aspecto, sin daño visible de los tejidos o esqueleto, pero al tacto tienen una gran fragilidad y flacidez que los hace poco manipulables, esto se puede apreciar en la figura 4. Estos organismos se transparentaron en pocos días. Figura 4. Organismo control 27 Los resultados de la técnica estandarizada para las distintas concentraciones de alcohol son las siguientes: Los organismos en solución de alcohol al 80% y KOH al 4% fueron los más afectados, ya que algunos días después de estar inmersos en la solución, mostraron deterioro en los tejidos, aproximadamenteen dos semanas los radios de las aletas comenzaron a perder su forma, seguidos de desintegración de los especímenes y al poco tiempo, tanto el tejido muscular como los huesos quedaron como sedimento en la solución. Los organismos en solución de alcohol al 60% y KOH al 4%, a los 38 días presentaron las aletas completamente transparentadas y al igual que la porción de la cabeza, además, se había formado una línea traslucida que rodeaba el cuerpo del pez. Posteriormente, al día 41 de digestión, los organismos, se trasparentaron completamente y fueron trasladados a glicerina para completar el proceso de transparentación, concluyó a los 51 días. Los de mayor talla terminaron el procedimiento alrededor del día 67. En estos organismos no se presentó ninguna ruptura en la piel pero al pasarlos por glicerina cambió el estado de turgencia del tejido presentando una mayor rigidez. La rigidez que presenta en el cuerpo estos organismos no es muy notoria, si observamos la figura 5 el ángulo que forma el cuerpo es muy parecido al ángulo que forma el grupo control. Figura 5. Organismo en solución al 60% 28 Los organismos en solución de alcohol al 40% y KOH al 4%, se transparentaron a los días 45 y terminaron su proceso en glicerina alrededor del día 54. Los de mayor talla terminaron todo el proceso alrededor del día 73. Se observó que por lo menos el 2% de los especímenes presentaron ruptura en la piel. El 1% de ellos lo presentaron dorsalmente en la parte donde termina la segunda aleta dorsal y el resto presentó la ruptura a un costado por debajo de la segunda aleta dorsal. Otro punto a mencionar es que en estos organismos la rigidez del cuerpo fue más evidente a diferencia de los organismos al 60% como se puede observar en la figura 6. Figura 6. Organismo en solución al 40% Los organismos en solución de alcohol al 20% y KOH al 4%, comenzaron a ser traslucidos a los 48 días, después fueron trasladados al tren de glicerina finalizando el proceso al día 56. Los de mayor talla finalizaron el proceso al día 59. En esta concentración se encontró que el 1% de los organismos presentaron ruptura en la piel. En cuanto a la consistencia del tejido, como se puede apreciar en la figura 6, podremos notar que el ángulo de deformación del cuerpo es menor, por lo tanto, el cuerpo del organismo se encuentra más rígido en comparación con los anteriores tratamientos. El grado de endurecimiento de todos los organismos se mantuvo aún después de pasarlos por el tren de glicerina. 29 Figura 7. Organismo en solución al 20% VII. 2 CUANTITATIVOS Los datos obtenidos de los ángulos se pueden observar en la tabla 5, junto con la talla y el número del organismo. Entre los organismos de mayor ángulo (poca rigidez) se encuentra el grupo control, con los rangos 35-60º y la concentración alcohólica de 60% con un rango de 26-63º; le siguen los organismos de la concentración alcohólica al 40% que se ubica entre los rangos 10-30º y por último, los organismos que presentaron mayor rigidez en el cuerpo y por lo tanto un ángulo menor son los de la solución al 20% entre los rangos 9-26º. Al aplicar el análisis de Varianza se obtuvo un valor de F=55.030 con P=0.001, el cual nos dan evidencias suficientes para afirmar que los ángulos entre los diferentes tratamientos son significativamente diferentes. Esto solo muestra que existen diferencias significativas, pero no indica los diferentes grados de deformación que produce cada tratamiento, para lo que se realizó una prueba Honesta de Tukey (tabla 2) en donde se observa lo siguiente: En este podemos observar que la solución de alcohol al 20% y KOH al 4% es la que menor deformación presenta (Media 20%= 17.133º contra Media 40%= 26.350º, Media 60%=42.696º, y Media control= 47.056º); siendo estadísticamente significativa esta diferencia (P≤ 0.001671). La deformación intermedia se observa en la solución de alcohol al 40% y KOH al 4% (Media 20%= 17.133º < Media 40% = 26.35º < (Media 60% = 42.696º y Media control = 47.056º)) siendo estadísticamente significativa esta diferencia (P≤ 0.001671). 30 El grupo control y el experimental (solución de alcohol al 60% y KOH al 4%) son los que mayor deformación presentaron (Media control= 47.056º y Media 60%=42.696º) no existiendo diferencias significativas entre ellos (P= 0.428731). El análisis se replicó utilizando la medida en radianes (tablas 3 y 4), pero arrojó los mismos resultados que el análisis realizado con grados. Tabla 1.Resultado del ANOVA del ángulo medido en grados. Tabla 2. Resultado de la prueba Honesta de Tukey del ángulo medido en grados. Tratamiento Control 47.05 soluc 20% 17.13 soluc 40% 26.33 soluc 60 % 42.69 1 soluc 60% 0.428731 0.000139 0.000139 0 2 soluc 40% 0.000139 0.001671 0 3 soluc 20% 0.000139 0 4 Control 0 Tabla 3. Resultado de la ANOVA del ángulo medido en radianes. SC Gl CM F p Tratamiento 4.52442 3 1.50814 55.030 0.001 Error 2.79538 102 0.02741 Tabla 4. Resultado de la prueba Honesta de Tukey del ángulo medido en radianes. Tratamiento Control 0.82128 soluc 20% 0.29903 soluc 40% 0.45990 soluc 60 % 0.74519 1 soluc. 60% 0.428731 0.000139 0.000139 0 2 soluc 40% 0.000139 0.001671 0 3 soluc 20% 0.000139 0 4 Control 0 SC Gl CM F p Tratamiento 14852.7 3 4950.9 55.030 0.001 Error 9176.7 102 90.0 31 Resultados numéricos de las deformaciones. Tabla 5. Resultados numéricos de las deformaciones. Tabla 6. Ángulos de deformación en grados Contr ol soluc 20% soluc 40% soluc 60 % 51 51 59 53 38 51 46.5 52 59 37 47.5 39 55 40 39 35 42 52 17 14 12 14 15 16 15 10 15 9 18 12 19 31 27 18 15 23 20 18 26 18 11.5 10 23 13 19 15.5 21 19 17.5 16.5 16.5 24 17 34.5 10 27.5 32 21 18 39 36 44 24 32 32 27 48 64 18 23 15 26 19 20 30 24 19 16 26 42 48 50 37 37 33.5 55 63 66 51 46 11 55 51 45 53 41 40 35 31 28 40 39 39 39 48 46 Ángulos de deformación en radianes Control soluc 20% soluc 40% soluc 60 % 0.8901 0.8901 1.030 0.9425 0.6632 0.8901 0.8115 0.9076 1.030 0.6458 0.8290 0.6807 0.9599 0.6981 0.6807 0.6109 0.7330 0.9076 0.2967 0.2444 0.2094 0.2444 0.2618 0.2792 0.2618 0.1745 0.2618 0.1571 0.3142 0.2094 0.3316 0.5410 0.4712 0.3142 0.2618 0.4014 0.3491 0.3142 0.4538 0.3142 0.2007 0.1745 0.4014 0.2269 0.3316 0.2705 0.3665 0.3316 0.3054 0.2879 0.2879 0.4189 0.2967 0.6021 0.1745 0.4799 0.5585 0.3665 0.3142 0.6807 0.6283 0.7679 0.4189 0.5585 0.5585 0.4712 0.8378 1.117 0.3142 0.4014 0.2618 0.4538 0.3316 0.3491 0.5236 0.4189 0.3316 0.2792 0.4538 0.7330 0.8378 0.8727 0.6458 0.6458 0.5760 0.9599 1.100 1.152 0.8901 0.8028 0.1920 0.9599 0.8901 0.7854 0.9250 0.7156 0.6981 0.6109 0.5410 0.4887 0.6981 0.6807 0.6807 0.6807 0.8378 0.8028 32 VIII. ANÁLISIS DE RESULTADOS La manera en que el cuerpo se fue transparentando corresponde a la forma en cómo está distribuida su musculatura, así tenemos que las aletas fueron las primeras partes del cuerpo que se transparentaron ya que están formadas por expansiones membranosas o pliegues epiteliales sostenidos por unas varillas esqueléticas o radios. Se continuó con la región cefálica ya que la densidad de su musculatura es menor y están relacionados con las mandíbulas, branquias y con el aparato opercular. Después se transparentó la porción musculosa de la cola lo que corresponde al pedúnculo caudal, la cual consta de musculatura axial que se extiende desde la porción occipital de la cabeza. La última porción en transparentarse fue la región del tronco ya queaquí se encuentra la mayor parte de masa muscular somática de los peces, la musculatura axial. La mayoría de las soluciones atraviesa la membrana de la célula de manera pasiva (difusión pasiva) dependiendo de la diferencia de concentración del medio externo e interno (ley de Fick ). Las distintas concentraciones de los medios en los que se encontraron los organismos y cómo se comportaron dentro de ellas nos pueden indicar el tipo de solución y sus efectos; por ejemplo los organismos que se encontraron en soluciones al 80%, los pliegues que pudimos observar al comienzo de la digestión se debieron a que se encontraba en una solución hipertónica. Es decir, que afuera de la célula las concentraciones de solutos disueltos son mayores y la concentración de agua es menor, lo que provocó una deshidratación drástica que junto con la digestión provocó la destrucción de los especímenes de la solución de 80% de alcohol y 4% KOH. En el caso de los organismos que presentaron rupturas en la piel, en la parte dorsal o a un costado, posiblemente se debió a que la tonicidad de la solución en la que se encontraban era hipotónica. Otra de las posibilidades es que el tejido haya estado deteriorado y no hayan resistido la entrada de solución a la célula ya que la presencia o ausencia de uniones estrechas y glucocalix influencía el como 33 las células responderán a las fluctuaciones osmóticas del medio, que es lo observado en la digestión con la solución del 40% de alcohol y 4% KOH. Así tenemos que los organismos sin problemas se encontraban en una solución isotónica, el movimiento de agua hacia fuera está balanceado con el movimiento de agua hacia dentro. Este desequilibrio osmótico es la causa de que la célula desarrolle una gran presión hidrostática interna, o presión de turgencia, que empuje hacia la pared celular, exactamente como la cámara de una llanta que empuja contra la cubierta. La presión de turgencia aumenta justo en el punto donde la célula esta en equilibrio osmótico, impidiendo la entrada neta de agua a pesar del desequilibrio salino proporcionando la mayor parte de la rigidez, esto es lo observado en la solución del 20% de alcohol y 4% de KOH). La turgencia celular que proporcionaba la rigidez fue medida en los organismos de manera indirecta dando el ángulo de conformación que presentaba el cuerpo. El ángulo que se formó, depende de la rigidez del cuerpo de cada organismo obtenida a través del tratamiento a que fueron sometidos. De los tratamientos, la mejor combinación de alcohol-KOH, fue la solución al 20%, siendo significativo con un valor de 55.030 de probabilidad en la prueba de “F”, y en la misma combinación para prueba de Tukey con un valor de 0.001671. Por lo tanto es el mejor sustituto entre la soluciones de alcohol para la técnica de transparentación, ocasionando una menor deformación; mientras que la solución al 40% causo una deformación intermedia y la solución al 60%, causa un grado mayor de deformación. De acuerdo a lo anterior podemos afirmar que una técnica alternativa sería: • Fijar organismos en formol al 4%. • Quitar el exceso de formol. • Sumergir en solución de KOH al 4% y 0.01de rojo de alizarina “S”. • Retirar el exceso de la solución de tinción. • Colocar los organismos en solución de alcohol al 20% y KOH al 4%. • Terminada la digestión, colocarlos en un tren de glicerina • Por último, se almacenan en glicerina al 100% Siendo esta la propuesta concreta del presente trabajo. 34 IX. CONCLUSIÓN En el proceso de tinción el tiempo requerido fue ideal (24 hrs), no solo dependía del colorante, también del espécimen por teñir, que puede variar desde varios minutos hasta varios días. El colorante penetró rápidamente los tejidos tiñendo el esqueleto de rojo-púrpura sin faltar ningún de los elementos óseos disponibles. La técnica de Hollister es un método ya estandarizado para la obtención de especímenes transparentados, pero con características poco viables para su manejo constante, dado que se provoca mucho estrés en el organismo (sometido a desecación) en su estudio anatómico. Se logró implementar la técnica de trasparentación de Hollister combinada con las distintas concentraciones de alcohol obteniendo buenos resultados en la transparentación de peces del género Chirostoma humboldtianum. El alcohol por lo visto no afectó la digestión alcalina, pero sí la consistencia del tejido ya que tuvo diferentes grados de deformación comprobados por los distintos ángulos obtenidos de cada concentración, por lo tanto, la técnica resultante de este estudio permitió establecer cuál concentración de alcohol es la más apropiada para la transparentación de organismos pequeños, siendo esta la combinación de alcohol al 20 % y KOH al 4 %. El grupo control no tuvo una consistencia adecuada por lo que la resistencia del tejido no fue suficiente, por tanto que los organismos se presentaban con una mayor flexibilidad en el cuerpo y una dificultad para poder ser manipulados. A diferencia de los organismos en soluciones alcohólicas donde la consistencia del tejido fue notoria presentando una resistencia a todas las manipulaciones siguientes sin deformarse. Después de realizada una variedad de soluciones alcohólicas y comparadas entre sí con respecto a la turgencia, se puede decir que la solución más aceptada para la realización de esta técnica implementada con alcoholes se encuentra en la solución al 20% es la que presenta una mejor preservación y menor deformación de los tejidos de Chirostoma humboldtianum. Por lo que se propone la técnica presentada en la página 22 como una alternativa a la técnica de Hollister. 35 BIBLIOGRAFÍA. • Ackman,R.G. (1967) CHARACTERISTIC OF THE FATTY ACID COMPOSITION AND BIOCHEMISTRY OF SOME FRESH-WATER FISH OILS AND LIPIDS IN COMPARISON WITH MARINE OILS AND LIPIDS. Comp. Biochem. Physiol. 22 907-922 • Aguilar M.M., Coutiño B. B. y Salinas R.P. 1996 MANUAL GENERAL DE TÉCNICAS HISTOLÓGICAS Y CITOQUÍMICAS. Primera Edición., Edit. Facultad de Ciencias, UNAM. • Alvarez V.J. 1970. PECES MEXICANOS. (claves) Secr. Indus. Com. Inst. Nal. Inv. Biol. Pesq. Com. Nal. Cons. Pesq. Méx. 1: 122-129. • Arráez A.L.A. 1997. 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Portada Índice Resumen I. Introducción II. Antecedentes III. Justificación IV. Hipótesis V. Objetivos VI. Método VII. Resultados VIII. Análisis de Resultados IX. Conclusión Bibliografía Anexos
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