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Microscopía Celular: La Ciencia de los Glóbulos Rojos

Con el RoachScope de Alta Potencia vamos a darle una mirada de cerca a las células que nos componen.

Tiempo 45 Minutos
Dificultad Principiante

¿Qué vas a aprender?

Vas a aprender a preparar muestras para una amplificación de alta potencia. Vas a usar una lanceta para sacar sangre de la punta de tus dedos para observar glóbulos rojos en el RoachScope. Además vas a sacar hemolinfa de una cucaracha para observarla. Con estas observaciones y los materiales de introducción, vas a tener un mejor entendimiento del funcionamiento del sistema circulatorio y de tu sangre.


Antecedentes

¿Sabes realmente lo importante que es la sangre? Bueno, la sangre es la responsable de mantener vivas a prácticamente todas las células de nuestro cuerpo, y de hacerlas crecer también. Nuestra sangre está compuesta de cuatro elementos principales: los glóbulos blancos, los glóbulos rojos, las plaquetas y el plasma, cada uno con un propósito específico. Sin embargo, antes de adentrarnos en la ciencia de la sangre, vamos a aprender un poco del sistema circulatorio, ¡y vamos a aprovechar el momento para aprender un poco sobre la cucaracha también!

Los humanos tenemos un sistema circulatorio cerrado, que le entrega al cuerpo el oxígeno, nutriente, hormonas y otros elementos esenciales. Como dice su nombre, un sistema "cerrado" implica que toda nuestra sangre fluye a través de arterias, venas y capilares, y no está simplemente flotando dentro de nosotros, sino que es el corazón el que bombea la sangre a través de nuestros vasos sanguíneos. Cuando uno de éstos se rompe, como cuando te rasmillas o te cortas, se produce una hemorragia. Una habilidad muy importante de nuestro cuerpo es su habilidad para coagular, o "bloquear" la herida y evitar la hemorragia, lo que le da tiempo al cuerpo para regenerar y curar la herida. Este sistema también se llama sistema cardiovascular, que realmente es un término más específico que se refiere al corazón (cardio) y a los vasos sanguíneos (vascular).

¡Ahora, vamos por la sangre! Recuerda que nuestra sangre está compuesta por cuatro elementos: glóbulos blancos y rojos, plaquetas, y plasma.

Los glóbulos rojos ¡son los responsables de mantenernos con vida! Nuestro corazón bombea sangre, los pulmones oxigenan a los glóbulos rojos, y éstos llevan el oxígeno a los tejidos a través de un proceso conocido como respiración celular. El oxígeno es muy importante porque le permite a las células metabolizar (transformar) los nutrientes a energía que le permite a nuestro cuerpo moverse y crecer.

Los glóbulos blancos son el sistema de defensa de nuestro cuerpo. Constituyen la segunda línea de defensa ante las enfermedades (la primera es la piel, la barrera externa), destruyendo a los "patógenos" (el material que causa las enfermedades) que nos hacen daño y nos enferman. Hay muchos tipos de glóbulos blancos especializados en reconocer distintos tipo de patógenos. Los glóbulos blancos se pueden "comer" a los patógenos (los engloban y usan enzimas para romperlos), pueden liberar anticuerpos o antitoxinas que combaten los efectos de ciertos patógenos.

Las plaquetas son las responsables de la coagulación. Las plaquetas son células muy pequeñas, alrededor de un cuarto del tamaño de un glóbulo rojo. Cuando hay una hemorragia, las plaquetas se empiezan a juntar en el sitio dañado hasta crear una barrera física, un tapón, que evita que la sangre se escape. Luego, una vez que el daño ha sido reparado, el coágulo es reabsorbido por el cuerpo.

El plasma es el fluido que permite el movimiento de las células a través del sistema circulatorio. Está compuesto principalmente por agua, pero también tiene proteínas, azúcares, electrolitos y otros compuestos. El plasma conforma alrededor del 50% de la sangre, y es el elemento más abundante de ésta.

A través de nuestros otros experimentos hemos aprendido que las cucarachas tienen un sistema nervioso similar al nuestro, pero ¿y qué pasa con nuestros sistemas circulatorios? Desafortunadamente para nosotros, que encontramos un gran placer en observar las similitudes entre especies en la naturaleza, la cucaracha, como el resto de los insectos, no tiene un sistema circulatorio como el nuestro. La cucaracha tiene un sistema circulatorio abierto, con cavidades corporales llenas de hemolinfa (la sangre en versión insecto). ¡Sin embargo, las cucarachas sí tienen un corazón y, en términos relativos, es más grande que el nuestro! El corazón de la cucaracha usa 13 cámaras (en comparación a las cuatro que tenemos nosotros) para bombear sangre a través de su cuerpo. Otra gran diferencia es que su hemolinfa (sangre) tiene funciones distintas, la más importante es que no es responsable de llevar el oxígeno. La cucaracha, en lugar de usar sus pulmones para oxigenar la sangre y transportarla a todo su cuerpo, es capaz de "respirar a través de su piel"; de hecho, ¡ni siquiera tienen pulmones! Lo que tienen es un sistema de tubos, llamados tráqueas, que transportan el oxígeno por todo el cuerpo. Las tráqueas son oxigenadas a través de poros especiales en la piel de la cucaracha. Es esto lo que nos permite anestesiarlas para los experimentos del SpikerBox y del RoboRoach usando agua con hielo, simplemente no respiran como lo hacemos nosotros, no se ahogan al sumergirse en agua (sin embargo, si pueden morir si se sumergen por mucho tiempo y no pueden re-oxigenarse a través de su piel. La hemolinfa también juega un papel importante en su sistema inmune gracias a unas células llamadas hemocitos. Al igual que los glóbulos blancos, los hemocitos son los responsables de proteger a la cucaracha de los patógenos.

Para este experimento vamos a sacar muestras de sangre de humano y de cucaracha para observarlas con el kit de alta potencia del RoachScope.

Nota: estas preparaciones requieren del uso de agujas clasificadas como "puntiagudas" por las autoridades sanitarias (lancetas y agujas de jeringas hipodérmicas). Puedes comprarlas en farmacias. Estas agujas son MUY PUNTIAGUDAS y debes manejarlas con extremo cuidado. Nunca las dejes tiradas por ahí sin su cubierta protectora. Cuando estés listo para desecharlas, sigue las instrucciones de desecho pertinentes. Si lo deseas, puedes llevarlas a una clínica u hospital cercano para que las puedan desechar allí.

Procedimientos

Preparación 1: Sangre Humana

  1. Prepara tu RoachScope para magnificación de alta potencia como lo hiciste en el experimento Conociendo el RoachScope!
  2. Prepara tu portaobjetos y cubreobjetos limpiándolos con una solución para limpiar vidrios, y un paño especial. Si tienes una cámara fotográfica o usas lentes, puedes usar el mismo paño. Si no, puedes comprar paños desechables online - aquí hay una opción barata!
  3. Limpia meticulosamente la piel de la yema de un dedo con un cotonito y alcohol.
  4. Abre una lanceta exponiendo la punta (de unos 3 mm de largo). Pincha rápidamente la yema limpia, deja la lanceta a un lado, y aprieta suavemente el dedo hasta que se forme una gota de sangre en la punta.
  5. Coloca una gota de sangre en el medio del portaobjetos y limpia el dedo (el sangrado no debiera ser problema, pero si persiste, aplica presión con un algodón o un papel absorbente hasta que se detenga).
  6. Antes de que la gota de sangre se seque, coloca el cubreobjetos apoyando un borde de forma tal que toque la gota de sangre en un ángulo agudo (con la sangre dentro del ángulo agudo que se forma entre el portaobjetos y el cubreobjetos). Suavemente, y con un solo movimiento, aleja el borde del portaobjetos de la gota de sangre, a través de la superficie del portaobjetos, extendiendo un frotis de sangre hasta que deje de fluir (normalmente el frotis no tiene más de una pulgada de largo). Un ángulo más agudo va a generar un frotis más delgado, lo que es bueno. Luego de esto, deja caer el cubreobjetos rápidamente sobre el frotis. Luego de que caiga, no lo muevas, pero puedes presionar muy suavemente la superficie para sacar las burbujas. Si el frotis tiene un color rojo brillante (en lugar de un rosado claro), hay demasiada sangre, y vas a tener que hacerlo de nuevo con un portaobjetos limpio. Necesitamos un frotis muy delgado.
  7. Coloca el frotis en el microscopio con el cubreobjetos orientado hacia en lente objetivo, y enfoca hasta poder ver los glóbulos rojos.

    Los glóbulos rojos son lejos los más numerosos, y tienen un diámetro de alrededor 0.007 mm. Los glóbulos blancos son un poco más grandes, pero es mucho más difícil verlos, necesitan ser teñidos o usar iluminación oblicua (ajustando el ángulo de la luz debajo del portaobjetos). En números, normalmente hay un glóbulo blanco por cada mil glóbulos rojos. Si el frotis es fresco, las células debieran estar flotando en plasma y todas las células debieran estar vivas. Para ver cómo se mueven en el plasma, toma un mondadientes y presionas suavemente el borde del cubreobjetos. La fuerza de la depresión debiera hacer que las células fluyan a través del plasma.

Preparación 2: Hemolinfa de Cucaracha

  1. Anestesia una cucaracha en un baño de agua con hielo. Déjala allí hasta que estés listo para realizar el procedimiento.
  2. Prepara el RoachScope y un portaobjetos limpio.
  3. Quita la tapa de la jeringa hipodérmica.
  4. Toma un poco de agua con la jeringa. No tiene que ser mucha, sólo hasta que sea visible. A continuación, presiona con el émbolo para que el agua salga. ¡Este paso es importantísimo y necesario! Lo que hace es ayudar a diluir un poco la muestra de sangre de la cucaracha, para que sea más fácil poder ver los elementos individuales.
  5. Nota antes de comenzar este paso: no vas a poder sacar mucha hemolinfa de la cucaracha, la muestra va a ser muy pequeña y lo más probable es que quede contenida en la aguja. Inserta la aguja en el abdomen ventral de la aguja (su guata), entre la placas de su "caparazón", y tira del émbolo lo suficiente como para que la cámara de la jeringa se llene con un poco de aire.
  6. Quita la jeringa y coloca la cucaracha en el baño de agua con hielo. Ya estamos listos con ella, y luego de unos minutos en el hielo va a estar lista para volver a su colonia.
  7. Coloca la punta de la jeringa justo por encima del portaobjetos, y presiona el émbolo hasta que todo el aire salga de la cámara. Sigue presionando, y debieras ver una pequeña burbuja de líquido que se forma en la punta de la aguja. Toca el portaobjetos con esta burbuja y retira la jeringa una vez que la gota esté en el portaobjetos. Vuelve a colocar la tapa de la jeringa INMEDIATAMENTE.
  8. Antes de que la gota se seque, coloca un cubreobjetos sobre la gota, apoyando un borde de forma tal que se forme un ángulo agudo con el portaobjetos. Suavemente, y con un solo movimiento, extiende un frotis de hemolinfa a través de la superficie del portaobjetos hasta que deje de fluir (este frotis no debiera temer un largo mayor a una pulgada). Un ángulo más agudo va a generar un frotis más delgado, lo que es bueno. Luego de esto, deja caer el cubreobjetos rápidamente sobre el frotis.
  9. Coloca este frotis en el microscopio, con el cubreobjetos orientado hacia el lente objetivo y enfoca hasta que puedas ver las células.

    Como la hemolinfa no tiene células como las nuestras, ¿qué crees que estás viendo? Las células más grandes son los hemocitos, la versión insecto de los glóbulos blancos, pero no es fácil distinguirlos. La hemolinfa no es muy celular, las partículas no-uniformes que se ven flotando son pedazos de proteínas y otros desechos. Compara esta observación con la sangre mamífera. ¿Qué otras funciones de la hemolinfa son realizadas de forma distinta por lo mamíferos?

    Aprovecha esta nueva experiencia e inventa tus propios experimentos y tus propias observaciones. ¡Cuéntanos lo que encuentras en info@backyardbrains.com y quizás tengamos que pedirte permiso para incluirlas en nuestro sitio!

    Nos gustaría agradecer al Dr. Charlie Taylor de nuestro equipo de Educación por su trabajo en ayudarnos a desarrollar estas preparaciones y este escrito.