Tus ojos solo ven lo que tu cerebro necesita conocer para asegurar tu supervivencia. Lo que es demasiado grande, como una estrella, está suficientemente lejos como para representar un peligro inminente. Aquello que es demasiado pequeño, como una bacteria o una molécula, lo pueden detectar otras partes de tu cuerpo. Ver aquello para lo que no estamos diseñados, nos haría perder la cabeza y quizá también, lo que entendemos como belleza.
Juan, el personaje de Ramón y Cajal de Cuentos de vacaciones del que os hablé en las publicaciones anteriores, presume de saber apreciar aquello que eleva a las personas a una categoría superior: el conocimiento.
Juan desprecia lo cotidiano y mundano considerando que son aspectos poco importantes e innecesarios para conseguir sus propósitos. Esta actitud ante la realidad le hace alejarse de todo lo que lo rodea, haciendo miserable tanto su vida como la de quien le rodea. Pero a pesar de ello, Juan ansía más conocimiento.
Una noche, un genio convocado por sus delirios y sus súplicas, le concede su más intimo deseo: contemplar con sus propios ojos los misterios del mundo. Ahora ve lo diminuto y lo lejano con total nitidez, pero ese don no le trae ni felicidad ni consuelo. La crudeza de la microbiología le roba la esperanza, sus ideas sobre la luz y el universo no son reconocidas, y hasta el arte pierde su belleza ante la sobrecarga de información que percibe.
Pero no todo es tragedia en este cuento, cuyo final no revelaré hoy para que puedas descubrirlo por tu cuenta. De lo que sí quiero hablar es de la belleza que la ciencia nos regala al combinar esto que tanto atrajo a Juan y su creador. Las tinciones que os quiero mostrar, y la ciencia que hay detrás de ellas, son tan asombrosas como aquellas con las que Ramón y Cajal inmortalizó las neuronas hace más de un siglo.
LA TINCIÓN Y LA CIENCIA
El estudio profundo de la estructura química de las sustancias coloreadas, no solo ha impulsado el avance de la química, sino también el de otras disciplinas.
El arte y el diseño han sido las áreas más beneficiadas por el descubrimiento de nuevos pigmentos y colorantes. Artistas y diseñadores han incorporado estas innovaciones, ya sean sintéticas o naturales, lo que ha dado lugar a nuevas formas de expresión y ha permitido representar la realidad desde perspectivas inéditas. Además, el significado de los colores ha ido cambiando según los periodos históricos, al igual que lo ha hecho durante la vida de los propios artistas. Son famosos los periodos de azul y rosa de Picasso, así como lo son las pinturas negras de Goya. Otros artistas se han fusionado con un color, como es el caso de Yves Klein y su International Klein blue.
Menos conocidos por el público general son los importantes beneficios que los colorantes han aportado a las áreas científicas de la medicina y la biología. Resulta difícil cuantificar los innumerables avances que la tinción de células y tejidos ha proporcionado. Con la identificación de las distintas células de nuestro organismo y la clasificación de los microorganismos patógenos, nuestra vida dio, sin que lo supiéramos, un giro de 180º. De nuevo el ingenio de los científicos ha sido crucial para saber usar cada colorante para destacar las biomoléculas que forman parte de nuestras estructuras. La presencia de proteínas, ciertos azúcares o bases nitrogenadas nos ha ayudado conocer con detalle el entramado celular de tejidos, como el cardíaco mostrado en la imagen.
a) Citoesqueleto de la F-actina: color anaranjado.
b) Red de mitocondrias: color cian.
Fuente: www.evidentscientific.com
LA BELLEZA DE LA CIENCIA
Hoy en día, cualquier persona puede disfrutar de la belleza que encierra la tinción de muestras orgánicas, un lujo que durante mucho tiempo estuvo reservado a una minoría. Con un solo click, es posible acceder a blogs y plataformas, donde están expuestas verdaderas obras de arte hechas a base de tinción celular, con productos como el rojo Congo, el azul de metileno o la tinta china. Estas imágenes no solo forman parte de los artículos de divulgación científica, sino que ya hay concursos de gran prestigio especializados en esta temática. Veamos algunos de ellos.
# Image of the Year: la tinción del año
Una de los sitios web que merece la pena visitar es la página de Evident, donde se publican los trabajos de los ganadores del concurso organizado por la marca llamado Image of the Year, uno de las cuales encabeza este post.
Fuente: www.evidentscientific.com
# Concurso Arte en Agar: la tinción más creativa
También se pueden encontrar fantásticas tinciones en las páginas de las asociaciones de microbiología e histología como el ASM (American Society for Microbiology). Este último organiza anualmente un original concurso llamado Arte en Agar, en el que los/as participantes demuestran su conocimiento en la técnica con la creaciones de ingeniosas imágenes hechas a base de sembrados selectivos de microorganismos y sus correspondientes tinciones. Este retrato de Van Gogh es uno de los ejemplos más llamativos.
Cultivo de microorganismos en Agar.
Fuente: Agar Art Contest (ASM)
Autora: Yanina Kiroba
# National Geographic
Publicaciones generalistas como National Geographic, suelen tener muy buenas colecciones de imágenes de tinciones de altísima calidad.
DIME QUIÉN ERES Y TE DIRÉ CÓMO TIÑES
Todo este trabajo mostrado en las imágenes requiere un profundo conocimiento y control de la manipulación de diversos tipos de colorantes, así como de las muestras que pueden teñir.
Dos de los aspectos más importantes de los colorantes a tener en cuenta son su estructura química y electrónica. Esto condiciona tanto la forma y el medio en el que deben ser tratados (agua o disolventes orgánicos), así como el tiempo que durará el color una vez teñida la muestra. Considerando esto, se pueden clasificar los colorantes en dos grandes grupos, los pigmentos y los tintes. No obstante, existen otros tipos de colorantes con características especiales muy útiles cuando se emplean técnicas menos convencionales.
# Pigmentos en la tinción
Los pigmentos son colorantes insolubles en el medio de aplicación. Un ejemplo es el negro carbón, usado para identificar el Staphylococcus aureus.
# Tintes en la tinción
Los tintes son colorantes solubles en el medio de aplicación. Son los más habituales en la tinción celular. Como ejemplos representativos están la hematoxilina, que tiñe los núcleos celulares de azul, y la eosina, que tiñe el citoplasma de rosa o rojo.
# Lacas en la tinción
Las lacas son pigmentos orgánicos precipitados con sales metálicas para hacerlos insolubles en el medio. Este es el caso de la laca de carmín, usado para teñir el glucógeno de rojo intenso.
# Colorantes fluorescentes
Los colorantes fluorescentes son sustancias que absorben la luz de una longitud de onda y luego la emiten en otra longitud de onda. Uno muy usado en histología es el DAPI.
# Colorantes fotocrómicos
Los colorantes fotocrómicos son sustancias que cambian su color según la longitud de onda que recibe, como los anticuerpos de antitubulina de la imagen.
Fuente: www.evidentscientific.com
# Colorantes termocrómicos
Los colorantes termocrómicos son sustancias que cambian de color al hacerlo la temperatura, como el leucofurano.
DIME CÓMO ERES Y TE DIRÉ A QUIÉN TIÑES
La naturaleza química de los colorantes va a condicionar el tipo de tejido o estructura que es capaz de teñir. Existen colorantes específicos para un tipo de molécula, pero también las hay las que pueden anclarse a diferentes moléculas. Algunos proporcionan una coloración característica mientras que otras tiñen de distinto color a las diferentes biomoléculas. Hay variedad de opciones, y cada una con sus ventajas e inconvenientes, aunque la mayoría de los colorantes de tinción pueden encajar en alguno de los siguientes grupos.
# Colorantes básicos
Son moléculas básicas, como el azul de metileno, verde de metilo o el azul de toluidina, que tiñen estructuras de naturaleza ácida como los ácidos nucleicos.
# Colorantes ácidos
Son moléculas ácidas, como la eosina, la eritrosina, el verde azul, el naranajo ácido, que tiñen estructuras básicas como el citoplasma.
# Colorantes neutras
Son sales cuya propiedad colorante va unidad tanto al colorante básico como al ácido, como el eosinato y el azul de metileno.
# Colorantes indiferentes
Son moléculas de diferente solubilidad que no tiñen por unión de una molécula u otra, sino que son solubles en la sustancia que tiñen.
# Colorantes metacromáticos
Son moléculas cuya coloración en contacto con ciertos tejidos cambia.
DIME QUIÉN ES TU FAMILIA Y TE DIRÉ TU COLOR
El tipo de coloración así como su especificidad por una molécula o estructura química, puede deducirse conociendo la propia estructura del colorante. Hay cromóforos muy caracteristicos, como el grupo nitro, nitroso o azo, que cuando se encuentran en anillos aromaticos proporcionan una coloración muy intensa y viva.
En otros casos son estructuras ricas en electrones, cuya funcionalización puede intensificar y/o modular aún más sus colores caracteristicos. Este es el caso de la antraquinona, el difenilmetano, el trifenilmetano, las ftalocianinas, el xanteno o las iminas quinónicas.
UNA IMAGEN VALE MÁS QUE MIL PALABRAS
En las últimas décadas, hemos sido testigos del espectacular avance de las nuevas tecnologías, cuya contribución ha sido crucial para potenciar e intensificar el efecto de los pigmentos. Los potentes microscopios, las avanzadas fuentes de iluminación y los detectores de luz han dado lugar a las impresionantes imágenes que se muestran en este post, permitiendo observar detalles que fueron inaccesibles para los primeros histólogos/as.
Los equipos han llegado a tal complejidad, que algunos de ellos ya no requieren tinción convencionales, como es el caso de los microscopios SEM, que emplean contrastes que retienen o filtran los electrones emitidos por el microscopio.
EL ARTE DE LA TINCIÓN
Es realmente fascinante el nivel de detalle, la calidad y la belleza de las imágenes de tinciones de la que se dispone en la actualidad. Podemos ver el interior de los orgánulos celulares como las mitocondrias, el núcleo o el retículo endoplasmático, reconocer bacterias y las estructuras con las que se mantienen unidas las células de un tejido.
Para realizar estas creaciones con éxito, los/as especialistas deben conocer con exactitud qué colorante quedará fijado en una estructura determinada, y las condiciones de pH y temperatura más óptimas. Requiere mucho tiempo y dedicación hacer todos estos trabajos que se ya se exponen como si una fotografía familiar.
Lo pequeño e invisible ya es grande y visible. Independientemente de conocer con detalle su funcionamiento, es imposible no dejarse maravillar, como Juan, por su su existencia. Eso si, en foto.
MATERIAL DE CONSULTA
Vídeos y enlaces recomendados:
- Concurso imagen microbiología en agar ASM (National Geographic)
- Concurso Image de of the year de Evident
- Concurso World of Small de Nikon
- Web de Robert Berdan. Creación de imagen con microscopio de muestras vegetales.
- National Geographic. Sección de mibrobiolgía
Libros y artículos
- “Introducción a la Química de los Colorantes”. Deanna Marcano
Imagen: Ganador del concurso Image of the Year 2024. Autor: Igor Siwanowicz. Descripción: Corte transversal de una flor áster denominada «cosmos de azufre naranja. Fuente: www.evidentscientific.com/es/image-of-the-year-2024
¡Espero que hayas encontrado útil y entretenido este post!
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