Técnica
optimizada de diafanización y tinción: herramienta para estudios
ecotoxicológicos en Actinopterigios
Diaphanization
and staining optimized technique: Tool for ecotoxicological studies in Actinopterygians
Oscar Jesús Romero Oliva 1;
Elena María Otazo Sánchez 1; Judith Prieto Méndez 2;
Francisco Prieto García 1,*
1 Universidad
Autónoma del Estado de Hidalgo, Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería,
Carretera Pacguca, Tulancingo km 4.5, Pachuca, Hidalgo, México.
2 Universidad
Autónoma del Estado de Hidalgo, Instituto de Ciencias Agropecuarias. Rancho
Unioversitario, Tylancingo Hidalgo, México.
*Autor
corresponsal: prietog@uaeh.edu.mx (F. Prieto Parcía).
ID
ORCID de los autores
O.
J. Romero Oliva: 
http://orcid.org/0000-0003-4440-8932 E.M.
Otazo Sánchez: http://orcid.org/0000-0001-9324-8926
J.
Prieto Méndez: http://orcid.org/0000-0002-0859-0901 F.
Prieto García: http://orcid.org/0000-0001-8878-3908
RESUMEN
En el presente artículo de investigación, se
genera una propuesta para la creación de una plataforma digital híbrida
(tMOOC), que integre de manera exitosa xMOOCs y cMOOCs, para constituir de
manera satisfactoria a los cuatro pilares de la educación, propuestos en el
informe Delors. El trabajo está orientado a la enseñanza de una técnica histológica
que permite transparentar tejidos blandos (diafanizar) y teñir de manera
específica tejidos duros (hueso y cartílago), con la finalidad de enseñar
osteología comparada de manera masiva y gratuita.
Palabras clave: Curso Masivo Abierto en
Línea (MOOC); diafanización; tinción específica; pilares de la educación;
modelos digitales.
ABSTRACT
In this research article, a proposal is generated
for the creation of a hybrid digital platform (tMOOC), which successfully
integrates xMOOCs and cMOOCs, to satisfactorily constitute the four pillars of
education, proposed in the Delors report. The work is aimed at teaching a
histological technique that makes it possible to make soft tissues transparent
(diaphanize) and specifically stain hard tissues (bone and cartilage), in order
to teach comparative osteology in a massive and freeway.
Keywords: Massive Open Online Course
(MOOC); diaphanization; specific staining; pillars of education; digital models.
Recibido: 26-04-2021.
Aceptado: 23-05-2021.
La diafanización o
transparentación es una técnica de conservación anatómica que transparenta
(despigmenta o aclara) los tejidos blandos para equilibrar el índice de
refracción de la luz dentro de un organismo y fuera de este, y que tiñe
(pigmenta) los tejidos mineralizados para visualizar los componentes óseos y
cartilaginosos. Esta técnica anatómica de observación de los tejidos
mineralizados —dirigida principalmente a la tinción del tejido óseo con rojo de
alizarina—, inicialmente, la desarrolló Schultze, en 1897, y posteriormente la
modificaron diferentes investigadores, como Mall, en 1906; Dawson, en 1926;
Lipman, en 1935; Cumley y cols., en 1939; Gamble, en 1945; True, en 1947;
Staples y Schnell, en 1964; Jensh y Brent, en 1966, Kawamura y cols., en 1990,
Webb y Byrd, en 1994 y así hasta nuestros días. Este perfeccionamiento de la
técnica de diafanización y el empleo de la doble tinción ha permitido el
estudio del desarrollo embrionario del sistema óseo de los vertebrados, debido
al contraste que se genera entre los tejidos óseo y cartilaginoso durante la
morfogénesis, a partir de los centros de osificación intramembranosa y
endocondral (Hernández et al., 2015). Ello permite, además, desarrollar
estudios de embriología y anatomía comparadas, con lo cual se han determinado
las implicaciones evolutivas de los vertebrados (Sandoval et al., 2016). Generalmente
se cree que la contami-nación de los ecosistemas tiene como única consecuencia
la actividad humana, y a menudo, cae en la simple conclusión de asociar
directamente la industria y la contaminación; Por esta razón, se olvida que no
todas las industrias generan contaminantes y que también hay contaminación de
origen natural.
La toxicología ambiental es una
disciplina que está a cargo en gran medida del estudio de los efectos negativos
para los organismos de diversos agentes químicos o biológicos en
concentraciones y exposiciones variadas. También evalúa los riesgos
toxicológicos en el medio ambiente (Szara et al., 2020).
La diafanízación es una técnica
histológica que hace que los tejidos blandos sean transparentes, permitiendo
que la luz pase casi por completo. Para ello, se utiliza una sucesión gradual
de compuestos químicos, de los cuales el principal es el hidróxido de potasio
(KOH) ya que tiene una actividad altamente corrosiva, que confiere el
aclaramiento de tejidos, con la excepción de tejidos duros como el hueso y el
cartílago. Esta es una ventaja ya que después de la diafanízación se aplica una
técnica para manchar específicamente huesos y cartílago utilizando alizarin
rojo y azul alcian respectivamente (Romero-Oliva y González-Rodríguez, 2019).
Sin embargo, hay varios métodos
para llevar a cabo la técnica de transparencia y tinción de los organismos, la
mayoría comparten un consenso basado en tres etapas: fijación, transparencia y
tinción (Tabla 1). Es importante mencionar que al final del método, hay
soluciones post-tratamiento que mejoran el aspecto visual de los especímenes.
Una de las principales
aplicaciones de esta técnica se deriva para establecer centros de osificación
de embriones y fetos animales y humanos, así como para comparar las
características óseas de diferentes especies. En las pruebas toxicológicas, se
utiliza con el fin de buscar malformaciones congénitas (Capó, 2003).
Los MOOCs (Massive Open Online
Course) se consideran herramientas pedagógicas emergen-tes, mismas que se han
integrado rápidamente al sistema educativo (Durall et al., 2012). Poseen
características significativas, principalmente que son similares a una clase
presencial (tienen fecha de comienzo/finalización y recursos evaluativos), son
completamente digitales, no tienen criterios exclusivos para ingresar y
permiten interacción masiva entre los participantes (Castaño y Cabero, 2013;
Sandoval et al., 2016). Existen diversas categorizaciones de los MOOCs, la
manera más parsimoniosa de clasificarlos se basa en tres modelos: xMOOCs,
cMOOCs y tMOOCs. Ha transcurrido la primera década de los cursos masivos,
abiertos y en línea (MOOC), sin duda la modalidad más avanzada de la educación
en línea (Medina & Mercado, 2019). Este artículo es una primera
aproximación al estudio de los equipos de enseñanza dentro del contexto de los
cursos masivos, abiertos y en línea para las ciencias biológicas. Debido a la
actual incorporación de la educación virtual en el mundo educativo, este trabajo
presenta el diseño y la evaluación del massive online open course (Benet et
al., 2018) para estas investigaciones en técnicas de diafanización.
Los xMOOcs son similares a las
versiones tradicionales de aprendizaje (lectura, instrucción, redacción,
análisis de textos…) pero en un formato completamente digital. Por otra parte,
los cMOOCs no se enfocan en la presentación de contenidos formales, más bien en
formar el aprendizaje colectivo sustentado en comunidades discursivas (Cabero
et al., 2014). Finalmente, los tMOOCs, son una mezcla de los antes mencionados.
En el contexto de la investigación, es preciso mostrar los
conceptos generales en los que gira la propuesta: Diafanización, tinción
específica y osteología comparada. Al integrarlos, se proyecta la enseñanza de
diversas vertientes biológicas con la finalidad de evitar abordar un tema de
manera aislada, fomentando la integración de diversas disciplinas para resolver
un problema, consolidando así, un aprendizaje significativo y útil en la vida
profesional.
La diafanización (Figura 1) es una
técnica histológica que permite trasparentar los tejidos blandos de un
organismo (Prieto et al., 2020), con la finalidad de exponer tejidos duros
(hueso y cartílago). La técnica de diafanización es muy útil para los casos en
los que se requiera determinar centros de osificación a partir de especímenes
como embriones, fetos y mortinatos humanos o de otros animales, debido a que su
esqueleto se encuentra en proceso de osificación endocondral y membranosa. Para
lograrlo, se emplea una sucesión de sustancias corrosivas, principalmente
hidróxido de potasio (KOH) (Romero y González, 2019) (Tabla 1).
Tabla 1
Consenso de
la técnica de diafanización y tinción. Tomado y modificado de Romero-Oliva y González-Rodríguez
(2019)
|
Fase
|
Objetivo
|
Reactivos
|
|
1. Fijación
|
Preservar la
especie
|
Alcohol y
formaldehydo
|
|
2.
Transparencia
|
Transparentar
tejidos blandos
|
Hidróxico de potasio
|
|
3. Tinción
|
Teñir
específicamente tejidos duros
|
Rojo de
alizarina y azul de alcian
|
|
Solución de
postratamiento
|
Mejora la
apariencia
|
Solución
clarificadora *
|
|
* 40 ml
distilled water + 12 ml glycerin + 500 mg KOH + 1 ml H2O2
|
Figura 1. Osteictio
diafanizado y teñido con rojo de alizarina. Tomado de Gallery Tomura (https://www.pinterest.jp/pin/544443042430676299/)
Posteriormente,
se añade rojo de alizarina para teñir de manera específica el tejido óseo por
medio de quelación (Kiernan, 1990) y azul de alcián para la tinción
cartilaginosa (Rivera et al., 2015). El proceso de diafanización se desarrolla
en varias etapas, las cuales pueden ser reversibles en cualquier momento. En
cada etapa se usan soluciones con reactivos que varían en concentración y
proporción. El cumplimiento del objetivo de cada etapa debe ser evidenciado
mediante una estricta y minuciosa observación y registros en bitácora por parte
del investigador, porque solo las características físicas del espécimen, más
que los tiempos de trabajo, serán los indicadores para avanzar secuencialmente
en las fases del proceso de diafanización (Rivera et al., 2015).
Son muy aplicada
para el estudio de malforma-ciones óseas y cartílago asociadas con ciertos
contaminantes. En algunos trabajos, como el de Strecker et al. (2013) los
efectos teratogénicos se investigan especialmente en el cartílago y la
formación ósea. Para ello, utilizan el organismo Danio rerio expuesto durante
144 h al pesticida disulfiram (20-320 μg/L) y a la acylhidrato (0,375–12
g/L). Muestran que el disulfiram induce malformaciones de cartílago después de
la exposición a ≥80 μg/L, mientras que la acylhidrazina causa alteraciones
del cartílago a una concentración de 1,5 g/L.
La técnica de
optimización de Romero-Oliva y González-Rodríguez (2019) consta de cinco
etapas. La primera se refiere a la fijación de la muestra con alcohol para
evitar la autolisis celular. El segundo se hace transparente los tejidos
blandos con hidróxido de potasio. El tercero para manchar específicamente el
tejido óseo con rojo alizarin. Las etapas cuarta y quinta consisten en mejorar
el aspecto visual de los organismos con la solución clarificadora de Mall y
reemplazar gradualmente la relación KOH-Glicerina hasta llegar al 100% de
glicerina que sirve como conservante indefinidamente.
Por otra lado,
el MOOC es un modelo educativo tecnopedagógico emergente, desarrollado en la
modalidad en línea y caracterizado por el uso de los recursos de internet y las
TIC; se centra en el estudiante, quien es el responsable directo y absoluto de
su propio aprendizaje; es masivo, porque es una propuesta formativa dirigida a
miles de participantes de modo simultáneo y abierto, por ser de acceso
gratuito, es decir, porque cualquier persona puede acceder libremente a los
contenidos digitalizados de los cursos sin otro requisito que su motivación
para aprender. Por último, los MOOC se fundamentan en diferentes enfoques
teóricos, como el conectivismo (cMOOC), el conductismo (xMOOC) y el
constructivismo (tMOOC). Se realizó una comparación de plataformas para
resaltar las características de xMOOC y cMOOC dentro de los pilares básicos del
informe Delors (Tabla 2) (Moya, 2013).
Tabla 2
Características
de plataformas digitales (xMOOC y cMOOC) y su relación con los pilares de la
educación propuestos por Delors (1996)
|
Pilares
de la Educación (Delors, 1996)
|
Plataformas
|
|
xMOOC
|
cMOOC
|
|
Aprender
a conocer
|
Aprendizaje lineal centrado
en la transmisión docente:
Fundamentos teóricos de la
técnica de diafanización y tinción por medio de análisis y comprensión de
textos.
|
El aprendizaje es colectivo:
Se brindan los temas de
interés a tratar, los alumnos inscritos deberán recabar información,
analizarla, compartirla y discutirla
|
|
Aprender
a hacer
|
Aprendizaje pasivo:
De la técnica realizada en
laboratorio, con material audiovisual
|
Aprendizaje activo:
Se intentará resaltar el
aprendizaje haciendo “learningbydoing”
Los estudiantes han
identificado las técnicas y materiales necesarios para diafanizar un ejemplar
de interés. Lo harán como evidencia y lo subirán en forma de video mientras
lo realizan.
|
|
Aprender
a vivir juntos
|
No se contempla este pilar
en los MOOCs, puesto que están diseñados para el aprendizaje de manera
individual
|
Debido a la conexión que se
establece al compartir y discutir materiales por parte de los participantes,
se implica una relación entre la comunidad del curso.
|
|
Aprender
a ser
|
Se busca formación,
desarrollo y aprendizaje significativo “longlifelearning”.
Dependerá en su totalidad
del participante, ya que, al ser un programa independiente, puede o no
desarrollarse.
|
En esta plataforma se
refleja la existencia continua de interacción entre la comunidad
participante.
Se puede lograr un
“longlifelearning”
|
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Diafanizar organismos supone una ventaja
para evitar la disección anatómica, ya que a simple vista es posible estudiar
cambios morfo-anatómicos del sistema esquelético. Especialmente en ejemplares
pequeños, ya que se pueden perder pequeñas piezas óseas al seccionarlos
(Rivera-Cardona et al., 2015). El estudio de las diferencias y semejanzas entre
diversos grupos biológicos ha sido fundamental para la filogenia. Comparar
sistemas óseos brinda información importante para entender homologías
biológicas entre organismos (Figura 2) (Rabb, 1967). Derivado de la enseñanza
anatómica es preciso iniciar con la introducción de conceptos evolutivos
implícitos. Recordando la máxima de Dobzhansky: "Nada tiene sentido en
biología si no es a la luz de la evolución".
Es evidente que en la mayoría de los
modelos MOOC, el cimiento principal en el que se sustenta el diseño curricular
es propiamente el conoci-miento tratado como un producto. Esto se refleja en la
unidireccionalidad al transmitir los conteni-dos digitales, que se traduce en
una distancia cognitiva considerable entre el profesor y el alumno, más la
dificultosa tarea de interacción entre los estudiantes inscritos por el
carácter masivo del curso. Como consenso, se podrían generalizar los objetivos
de los MOOCs en: Extensión de alcance por parte de las instituciones
educativas, acceso masivo a la educación, creación de contenido económico e
innovación en el proceso de enseñanza-aprendizaje. No obstante, derivado de la
comparativa, es notoria la necesidad de implementar una plataforma híbrida
(tMOOC) (Figura 3) para integrar las mejores herramientas de cada plataforma,
con la finalidad de satisfacer cada pilar educativo, logrando así un
longlifelearning, y evitando sesgos propios de cada plataforma individual.
Figura 2. Osteología comparativa de
miembros torácicos (Adaptado de Wagner, 2007).
La implementación de MOOCs en instituciones
educativas puede extender el acceso a la educación y el alcance de la misma.
Actualmente, son pocas instituciones educativas públicas y privadas que
integran MOOCs. El problema radica en la poca seriedad con la que se han
abordado dichas plataformas, pues existen controversias respecto a la
funcionalidad de las mismas (Hollands & Tirthali, 2014; Moreano, 2019). Y
es que las instituciones que ofertan educación virtual constantemente están en
la búsqueda de las implicaciones éticas relacionadas con el comportamiento de
los alumnos tras la pantalla. Al finalizar el curso propuesto en tMOOC, el
alumno aprende la técnica correcta de diafanización y sus aplicaciones a nivel
de investigación. El mayor obstáculo en la esfera ética es el compromiso del
alumno por consolidar lo aprendido, pues resulta imposible evaluar de manera
minuciosa a cada alumno en un curso abierto masivo.
La mayoría de los códigos de conducta en cursos
digitales están enfocados en aspectos meramente reglamentarios, por lo cual se
propone en este curso, implementar un código ético basado en la teoría de las
cinco mentes del futuro (Gardner, 2008) (Figura 4), mismo que estará dirigido
tanto a profesores como alumnos.
Figura 3. Propuesta de una
plataforma tMOOC para la enseñanza de osteología comparada por medio de
técnicas histológicas de transparentación.
Figura 4. Código ético para los
alumnos inscritos en el tMOOC.
CONCLUSIONES
Es muy importante
mostrar los conceptos generales en los que gira la propuesta de las técnicas de
diafanización, tinción específica y osteología comparada. La osteotoxicidad en
vertebrados representa un problema que debe abordarse en la evaluación del
riesgo futura. Marcado en políticas relacionadas con la salud de los
ecosistemas, además de incluir cuestiones de neurotoxicidad, cardiotoxicidad, hepatotoxicidad,
etc. Los estudios ecotoxicológicos proporcionan información sobre posibles
riesgos de desarrollo y dosis-respuesta sobre el potencial osteotóxico,
mediante la evaluación de manifestaciones de desarrollo anormal. Hay pocos
estudios ecotoxicológicos, en altos niveles de organización como ecosistemas o
poblaciones debido a la dificultad metodológica que implican.
Se pueden generar
proyectos relativamente baratos para estudiar parcialmente el potencial del
riesgo toxicológico a nivel poblacional. Brindar un curso orientado hacia la
modalidad tMOOC, puede emplearse junto con otros modelos digitales y adaptarse
fácilmente en modelos presenciales con mínimas modificaciones. Se deduce que el
modelo de los MOOC representa un movimiento cultural mundial, respaldado por
organismos internacio-nales como la ONU y apoyado en las TIC, los recursos de
internet y las redes sociales; en dicho modelo destacan los REA, en los que
todos pueden tener acceso a los contenidos de aprendizaje para su beneficio
personal o laboral sin otra limitación que la propia motivación para aprender.
En comparativa con
otras estrategias virtuales de formación, la implementación plataformas digita-les
híbridas (tMOOCs), genera una mejora de la economía mediante la reducción de
costos y aumento de matrículas. El aprendizaje de este tipo de técnica, basado
en contextos de educación digital es una fuerza disruptiva y con oportuni-dades
prometedoras. El uso apropiado de la tecnología como plataforma para el
aprendizaje ofrece una oportunidad para la modularización del sistema y, por
consiguiente, para flexibilizar el aprendizaje.
La innovación en la
enseñanza y el aprendizaje permitirá introducir de manera expansiva alumnos
interesados en dicho curso. Este tipo de plataforma educativa puede inspirar a
diversas instituciones a generar cursos de contenido técnico-científico,
ampliando bastamente los horizontes en la enseñanza de la biología y ciencia en
general.
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