Ejercicio práctico: disección cabeza de búfalo.

Limpieza de un cráneo de búfalo (Syncerus caffer).
(Esta entrada contiene imágenes que podrían impresionar a algunas personas) 

He aquí un ejemplo práctico del proceso de limpieza de material óseo. 
En este caso se trata de una cabeza de búfalo.

El ejemplar  llegó a mis  manos gracias a la gentil gestión de mi amigo Javier Martínez quien coordinó, el nada sencillo proceso, de trasladarlo desde Barrancabermeja hasta Bogotá. 

 Figura 1: Cabeza completa de bufalo.

El espécimen en cuestión pesó 21 kg en fresco. Para procesarlo se empleó aproximadamente un kg de soda cáustica disuelta en agua caliente.

Materiales necesarios:

- Estuche de disección  con bisturíes de mango 3 y 4; cuchillas de repuesto.

- Un tubo hueco de plástico grueso del empleado para sostener los globos metalizados.

- Guantes de caucho de calibre  grueso.

- Gafas de seguridad.

- Bata de trabajo.

- Soda caustica HONa 1 Kg.

- Agua.

- Hipoclorito de sodio

- Papel tornasol.

- Recipientes plásticos de gran tamaño.

El proceso se inició retirando la mayor parte de los tejidos blandos empezando por la piel, que en este caso se sacó con cuidado, pues se iba  a conservar. 
Para sacar la piel en animales con cornamenta, por lo regular se realiza un corte en forma de "Y" en el que los extremos superiores de la "Y" se inician en la parte posterior de los cuernos y el eje principal se dirige hacia la nuca.

 

 Figura 2: Cabeza de bufalo sin la piel.

Luego de la piel se retiraron las grandes masas de los músculos maseteros y temporales, los sucesivos músculos de retiraron con cuidado usando bisturí. Es necesario tener ciertos conocimientos de anatomía para retirar el músculo sin rayar el hueso con la cuchilla.

Las orejas se separaron cortando por el cartílago en la base del pabellón auditivo; la piel alrededor de los ojos se cortó por la parte interna para no dañarla.
Debido al gran tamaño del ejemplar se pudieron sujetar los ojos con la mano enguantada y se fueron cortando los músculos, tejido conectivo y tejido graso de alrededor lo más cerca posible del hueso para retirar una gran masa.
La lengua y tejidos de la base de la boca se retiran más fácilmente si se empieza por la parte inferior de la mandíbula, cortando lo más cerca posible al hueso y se avanza hacia la parte inferior de la lengua, la parte posterior de la lengua se trabaja con cuidado por razones que expondré a continuación:

En muchísimos montajes de esqueletos se pierden por descuido o desconocimiento huesos pequeños como los hioideos. Estos huesos se encuentran en una posición y número variable según las especies; en algunos casos se encuentran en la base de la lengua, y en otras se hallan más cerca a los cartílagos de la tráquea, su tamaño es también altamente variable. 
La mejor forma de asegurar que no se pierdan es buscarlos inicialmente al tacto: primero se hacen con cuidado algunos cortes longitudinales a la lengua y luego se introducen los dedos enguantados apretando suavemente las masas musculares de la lengua en busca de cuerpos duros alargados; si no se encuentran de esta forma, se debe extender la búsqueda con disección cuidadosa desde la lengua hasta los músculos que rodean la tráquea. 
Es importante recordar que los huesos hioideos son pares (presentándose por lo regular tres pares de ellos) y tienen una disposición simétrica por lo que difícilmente se presentaran en número impar, siempre habrá dos huesos con la misma forma y tamaño uno a cada lado, una vez ubicado el primero se tendrá una idea aproximada de la posición en que se encuentra el otro.

Para retirar el cartílago nasal: al tacto se busca el punto de unión del cartílago con los huesos nasales y se corta el cartílago teniendo cuidado de no dañar el hueso.

Mientras más cuidado se ponga en la eliminación de todo el tejido blando que sea posible antes del tratamiento químico este dará mejores resultados y habrá menos riesgo de dañar algún hueso. 

 Figura 3: Cabeza de bufalo vista inferior aparato hiodes.

Extraer el cerebro representa todo un reto. En la literatura se recomienda el uso de hisopos comerciales de algodón, o elaborados con alambre. 
En mi práctica de disección desarrollé un método propio, que no sé si es empleado por alguien más, para esto  empleo un tubo grueso de plástico (como el se usa como varilla para los globos infantiles metalizados), este a demostrado tener el calibre apropiado y la resistencia debida. Para utilizarlo corto uno de los extremos en bisel para dejar una punta, este tubo se introduce por el orificio el foramen magnun (el orificio mayor en la parte posterior del cráneo);  la punta se emplea para macerar el cerebro dentro del cráneo, partiéndolo en trozos pequeños; se debe tener cuidado de no hacer demasiada presión en la parte anterior de la cavidad del cráneo pues se podrían dañar las delicadas estructuras denominadas "proceso criboide del etmoides", que tienen el aspecto de un frágil encaje en hueso; en vida los nervios olfativos atraviesan esta área para llevar información al cerebro. El  tubo plástico, con el hemos macerado el cerebro, se adapta  a una manguera de jardín, por la que se deja correr agua; no es necesaria ninguna instalación especial, simplemente se sujeta con la mano el tubo manteniendo una parte de este  dentro de la manguera tratando de evitar fugas de agua; la otra parte del tubo plástico se introduce dentro del cráneo, la presión del agua expulsa todo el tejido dejando la cavidad  bastante limpia, sin embargo en el caso de animales grandes como este búfalo o grandes felinos, se debe tener cuidado especial con las membranas que rodean el cerebro denominadas "meninges" pues son muy gruesas y en ocasiones el tubo no es suficiente para separarlas de la superficie del hueso. En estos casos se pueden usar las tijeras del estuche de disección y las pinzas para sacar la mayor parte, o en los casos en que esto sea muy difícil, nos conformamos con separarlas del hueso para que la soda caustica pueda actuar sobre las superficies externa e interna y las disuelva con mayor facilidad.

 Figuras 4 y 5: proceso de extraccion del cerebro.

Preparación de los cuernos

Al retirar la piel en la zona de los cuernos se debe realizar un corte limpio en el área de transición entre el cuerno y la piel, en esta zona el cuerno tiene una consistencia más suave y se puede cortar fácilmente con la hoja de un bisturí; el corte se debe realizar con cuidado buscando que el corte en ambos cuernos sea lo más semejante  y simétrico posible.

 En el caso del búfalo y otros animales con cornamenta, la parte superior del cráneo está recubierta por un grueso tejido conectivo que se debe retirar con cuidado sin rayar el hueso con la cuchilla

 El cuerno, en la mayoría de los rumiantes, posee dos tipos de estructuras, la superficial es de origen dérmico y naturaleza córnea semejante a las uñas y no forma parte del esqueleto; en la parte interna se encuentra un núcleo óseo de menor tamaño al del cuerno propiamente dicho. Este núcleo óseo del cuerno forma parte del cráneo. Por varias razones, pero principalmente por estética, es conveniente conservar la parte córnea junto con la parte ósea del cráneo. Sin embargo, esto presenta algunas dificultades: en primer lugar la parte córnea es menos resistente que el hueso y se debe manejar con cuidado en el momento del tratamiento con el hidróxido de sodio, pues si se deja que este químico actúe sobre el tejido córneo lo destruirá; en segundo lugar este material córneo aunque parece inerte, en vida del animal  crece como una uña y requiere un importante aporte de nutrientes y oxigeno, por eso entre el hueso y la parte córnea del cuerno existe gran cantidad de tejido blando que es suceptible de descomponerse y producir malos olores. 
En el caso de animales pequeños como cabras de cuernos no muy retorcidos, es posible aunque con alguna dificultad, retirar la parte córnea para realizar una buena limpieza dejando el hueso sin rastros de tejido blando; igualmente se debe limpiar muy bien la parte interna del estuche córneo (el cuerno mismo); después de lo cual se puede volver a colocar la parte córnea adhiriéndola al hueso con un pegante tipo cola blanca.
En el animales  pequeños con cuernos muy curvados, no es posible retirar la parte córnea por lo que se debe inyectar entre el hueso y la cubierta córnea, formaldehido para evitar la descomposición del tejido blando. El formaldehido  se debe manejar con precaución, pues es muy irritante para las vías respiratorias, e igualmente puede producir irritación en la piel por eso se debe trabajar en un lugar bien ventilado, usando guantes y siempre usando gafas de seguridad para proteger los ojos de salpicaduras. Una sola gota de formaldehido en el ojo lo puede dañar gravemente. En caso de contacto con los ojos se debe lavar con abundante agua y consultar con el médico. Aunque inicialmente el olor del formaldehido es molesto este termina evaporándose en gran parte y el material deja de oler. El material que contega formaldehido se debe dejar en un sitio ventilado lejos de las personas hata que el olor haya desaparecido completamente

 En este caso por tratarse de un animal tan grande que posee bajo la parte cornea una gran cantidad de tejido blando susceptible de descomponerse y producir malos olores por meses y debido a la dificultad que representa tratar de hacer llegar el formol hasta el extremo del cuerno, empleé una táctica alternativa. Con el cráneo bastante limpio permití que las moscas de la carne pusieran sus huevos en  cráneo sin carne, como casi el único sitio con residuos de carne era la zona bajo los cuernos los gusanos se introdujeron por allí y eliminaron prácticamente todo el tejido, que literalmente se convirtió de tejido de búfalo en tejido vivo de gusanos que después salieron por sus propios medios del espacio entre la parte córnea y el hueso. Entonces, pude retirar la parte córnea que ya no estaba adherida, así se pudo limpiar muy bien el hueso que hasta entonces había estado cubierto, igualmente pude limpiar el interior del cuerno. Una vez finalizada la limpieza simplemente se puede pegar la parte córnea al cráneo empleando un pegante tipo cola blanca.

 Figura 6: Cuernos y tejido conectivo, vista dorsal de la cabeza.

 Retirar los ojos.

·          En el caso de ejemplares pequeños el ojo se puede sujetar desde la parte posterior con pinzas por donde surge el nervio óptico y con una cuchilla pequeña se vas cortando los tejidos blandos desde atrás del ojo hasta separarlo totalmente y poder retirarlo.

Nota:

En el texto anterior con frecuencia he hablado de la disolución de los tejidos por parte de la soda caustica, uso la palabra disolución porque es más fácil de entender por la mayoría de las personas, pero para los que quieren la explicación un poco mas técnica  aquí está: 
Lo que se conoce con el nombre común de sosa o soda cáustica es químicamente un hidróxido de sodio, para el uso que se le puede dar en el procesamiento de material óseo es igual de efectiva la sustancia conocida como potasa que químicamente es un hidróxido de potasio. Estas sustancias son álcalis altamente reactivos, que al actuar sobre diversas sustancias orgánicas, como piel, grasa, pelo o musculo los saponifican, es decir los cambian químicamente convirtiéndolos en jabón; la conversión es más eficiente en el caso de la grasa . Este proceso es el que industrialmente se utiliza para producir jabones, empleando como materia prima, aceites vegetales. Así que la soda en realidad no disuelve los tejidos, sino que los convierte en un jabón que es soluble en agua lo que los hace más fáciles de retirar, si la concentración de soda es la apropiada, se puede ver como la carne cambia  rápidamente de su color normal rojo pálido a un rojo fuerte de aspecto traslúcido. Es mejor usar concentraciones bajas de soda cáustica, pues si bien es cierto que una concentración mayor elimina los tejidos más rápidamente de la misma manera se corre el riesgo de que los huesos más delgados o delicados se destruyan también. Incluso a concentraciones muy elevadas, aún los huesos más gruesos y fuertes pueden desparecer en cuestión de minutos.

 

 Figura 7: Cabeza  de bufalo tratamiento con soda caustica.

Como precaución siempre se debe manejar la sosa en áreas bien ventiladas, usando guantes gruesos de caucho, gafas de seguridad, y bata gruesa para proteger la ropa y la piel de salpicaduras. La soda nunca se debe preparar en recipientes metálicos o mezclar con objetos metálicos, pues la soda los puede destruir. Se debe evitar respirar los vapores de la soda cuando reacciona así como el polvo seco si este se levanta.

Los únicos objetos metálicos que resisten la acción de la soda son los objetos esmaltados, pero deben estar en perfecto estado, pues una grieta o daño en el esmalte permitiría la penetración de la soda que atacaría el metal; lo mejor es usar recipientes de plástico grueso para preparar la soda.

Igualmente al desechar los residuos es conveniente disolverlos en abundante agua para que la soda no dañe las tuberías metálicas, para minimizar la contaminación de agua por el álcali por lo regular yo le agrego al material que desecho un chorro de blanqueador comercial o hipoclorito de sodio, que por ser ligeramente acido reacciona con los residuos de soda que pueden haber quedado sin reaccionar con el tejido que tratamos, neutralizándolos. antes de desechar los residuos se puede verificar que la alcalinidad este baja empleando papel tornasol.

TIRANOSAURUS REX

El esqueleto del tiranosaurio.

 Para discutir este fósil empezaremos con el cráneo.

El tiranosaurus rex  tiene un cráneo formidable que mide aproximadamente 1.20 de longitud, se ha discutido mucho si el tiranosaurio era un carroñero o un depredador activo. Hay varias evidencias que yo considero apuntan a un depredador activo, algunas vienen directamente de los fósiles mismos del tiranosaurio y otras vienen de una fuente inesperada: si el tiranosaurio fuera un carroñero  probablemente dependería en gran medida de su olfato para ubicar su alimento.  
 Estudios sobre moldes endocraneales de tiranosaurio muestran que el bulbo  olfatorio ( una sección en la parte anterior de su cerebro encargada de procesar la información olfativa) era de gran tamaño lo que implica que este carnívoro tenía un gran olfato. Sin embargo la posición de sus ojos orientados hacia el frente, indican que poseía  un amplio campo de visión binocular; esto es importante si un animal necesita calcular con precisión la distancia a la que se encuentran los objetos. 

 Ciertos grupos de animales comparten esta característica: carnívoros, como  el grupo de los cánidos, que incluye a los perros y sus familiares (lobos, zorros, etc.), los felinos, que incluye  a los gatos y sus familiares (leones tigres jaguares, etc,),  las  aves de presa, águilas, lechuzas y halcones etc. Todos estos animales de diferentes grupos tienen ojos que apuntan directamente hacia el frente,  lo que les permite calcular con precisión la distancia que los separa de una presa, por eso un perro o un gato nos pueden mirar directamente a los ojos.
 Los ojos humanos también apuntan al frente lo que nos da un amplia visión binocular, este rasgo es compartido por nuestros parientes cercanos los primates: grandes monos como gorilas y chimpancés y aun los pequeños como titíes y monos ardilla. Este rasgo no se relacionaba originalmente con la habilidad para cazar, pero es igualmente vital para animales que  se desenvolvían en un medio arbóreo donde un buen  cálculo de las distancias puede significar la diferencia entre la vida y la muerte.

En  el tiranosaurio la visión binocular la permitiría calcular la distancia a la que se encontraría una presa viva en movimiento. Si su dieta se basara solo en carroña; no seria tan importante calcular las distancias. En los huesos  del cráneo del tiranosaurio se puede apreciar la fuerte inserción de los músculos que cerraban sus mandíbulas lo que podria ser util tanto para cazar y dominar grandes presas, como para comer carroña.
 La evidencia hallada en un fósil  de un dinosaurio herbivoro podria dar solucion a la controversia, en este fosil se ve evidencia del ataque de un carnivoro que mordio la cola del animal desde arriba, sin embargo el herbivoro escapó y sobrevivió al ataque, la ubicacion y tamaño de la mordida apuntan a un ataque de un tiranosaurio. 
Pero con seguridad el tiranosaurio al igual que la mayoría de los predadores actuales no despreciaría la carroña si  esta representa una comida fácil; aun el león suele robarles a las hienas las presas que estas han cazado, si se le presenta la oportunidad. Una de las pocas excepciones de cazadores que no comen carroña son los chitas o guepardos, que solo comen lo que ellos mismos han cazado. 

CRECIMIENTO DEL ESQUELETO

A partir de ciertos huesos se puede estimar a grandes rasgos la etapa del desarrollo de un animal (al menos para Mamíferos) pudiéndose dividir el desarrollo en cuatro etapas principales: etapa de crecimiento acelerado que se da durante la infancia, un crecimiento que es mas lento a medida que el animal se acerca  a la edad adulta, detención del crecimiento al alcanzar la madurez y edad avanzada.

Al estimar la edad de un animal se deben  observar evidencias en diferentes huesos, en animales jóvenes las suturas craneales son muy visibles y el cráneo tiende a desarmarse con facilidad, en monos se pueden ver fontanelas semejantes a las de los bebes humanos, a medida que el animal madura la unión entre las suturas se va soldando gradualmente (Sinostosis) pero estas siguen siendo evidentes, en animales de edad madura las suturas tienden a desaparecer, en animales viejos el cráneo parece constituido por una sola pieza de hueso y no se pueden identificar las líneas de sutura de la mayoría de los huesos.

En otros huesos del cuerpo también se pueden ver evidencias del crecimiento y maduración del organismo, en los huesos largos principalmente en fémur, tibia y peroné, así como en humero cubito y radio, se puede observar en animales jóvenes una unión incompleta entre las epífisis de los huesos y la metáfisis,   en animales muy jóvenes las epífisis tienden a separarse o perderse y las superficies de contacto entre epífisis y metáfisis se ven rugosas o irregulares, en este espacio  en vida se encuentra el cartílago de crecimiento denominado platillo epifisiario o platillo fisiario, en donde los osteocitos producen hueso nuevo. A medida que el organismo madura, el cartílago desaparece gradualmente  reemplazado por hueso, con lo que las diferentes porciones del hueso se van fusionando lo que se aprecia en sus primeras etapas en subadultos porque las epífisis ya no se separan, en adultos jóvenes la línea de separación entre las secciones es aun evidente, en animales adultos la línea desaparece y el hueso aparece como constituido por una sola pieza, es importante tener en cuenta que el proceso de fusión no ocurre al tiempo para todos los huesos  e incluso no ocurre al tiempo en las diferentes secciones de un mismo hueso, por ejemplo en el fémur la porción proximal (cercana  a la pelvis) sometida a mayor tensión tiende a soldarse primero que la porción distal (la sección de la rodilla), en el húmero  puede ocurrir lo contrario fusionándose primero la porción distal(codo) y desarrollándose el crecimiento principalmente en la porción proximal(Hombro).

 En las vértebras de animales jóvenes se puede apreciar que los extremos de los cuerpos vertebrales, las epífisis no se han soldado totalmente al cuerpo de la vértebra  y tienden a separarse, si se observa con detenimiento el área en donde se tocan las epífisis (que en este caso se  presentan como discos delgados de hueso), con las metáfisis (las secciones hacia el exterior del cuerpo de la vértebra) veremos que la superficie de contacto aparece rugosa, o cubierta con pequeñas protuberancias redondeadas,  a medida que aumenta la edad del  animal  las epífisis se van soldando, pero la línea de separación sigue siendo muy evidente,  en subadultos y adultos jóvenes se puede distinguir aun la línea de unión entre las partes de cada vértebra, en animales adultos, la fusión de las epífisis y la metáfisis de las vértebras se completa y la vértebra aparece como un cuerpo de una sola pieza, La edad avanzada de un organismo en las vertebras (recordemos que esta es una norma general para mamíferos, pero existen excepciones) se evidencia principalmente por patologías (ver patologías)

¿Porque estas normas de crecimiento no aplican en reptiles  y peces?

Tanto en reptiles como en peces se suele presentar un  tipo de crecimiento continúo a lo largo de toda la vida, este es mas acelerado en las etapas juveniles, y va disminuyendo al acercarse a la madurez pero puede continuar aun en animales de edad avanzada, aunque por supuesto a un ritmo mucho más lento, por eso las suturas craneales en reptiles pueden permanecer abiertas durante toda la vida. En los peces el cráneo  presenta una estructura diferente a la de los vertebrados terrestres y los diferentes elementos nunca llegan a unirse sólidamente.

Y qué pasa con las aves?

 

 Cráneo de flamenco (Phoenicopterus ruber) Vista lateral

Las aves tienen un desarrollo particular en el que los polluelos crecen, por lo general muy rápidamente, en ocasiones, en el curso de unas  semanas. La mayoría, cuando abandonan el nido, ya han sufrido la fusión total de las epífisis, por lo que es muy difícil estimar la edad de un ave a partir de un hueso; pues los huesos identificables como de un animal joven, solo se encuentran durante un periodo muy corto, en las primeras etapas de la vida del animal.

Esqueleto: más que una armazón

 Ilustración realizada por el blogger de húmero de dientes de sable (Smilodon gracilis)

Los huesos y esqueletos son un material muy interesante para trabajar y examinar. Los huesos son elementos orgánicos relativamente durables en condiciones naturales y brindan mucha información sobre la anatomía y afinidades del animal al que pertenecían; así mismo algunos restos óseos son un registro del que podemos obtener datos sobre la vida y muerte del animal.

Cráneo de caballo (Equus ferus caballus), vistas dorsal y lateral

ESTRUCTURA

Básicamente el esqueleto vivo está constituido por una matriz de colágeno (material orgánico proteínico) en el que se encuentran embebidas las células que generan y destruyen hueso, la porción rígida del hueso está constituida por depósitos de hidroxiapatita, lejos de ser una estructura rígida e inerte el esqueleto es un tejido vivo y dinámico, no solo presta una armazón rígida para soportar el cuerpo y proteger ciertos órganos, sino que se modifica y cambia en respuesta  a las exigencia mecánicas del cuerpo, remodelándose y reformándose constantemente para cumplir mejor sus funciones.

Un hueso típico está constituido por dos formas de hueso que se diferencian por su estructura, hacia el interior hay una porción esponjosa de hueso, de aspecto poroso y ligero (conocido como trabecular) rodeado de capas de hueso laminar de apariencia maciza. La porción esponjosa cumple la función de aligerar el hueso sin restarle resistencia, la capa exterior le da fortaleza a la compresión y torsiones, en el hueso esponjoso se encuentra lo que coloquialmente se conoce como  la medula, zona donde se aglomeran células que generan glóbulos rojos y  donde se almacena grasa. Al observar la superficie del hueso se pueden apreciar en algunos puntos  perforaciones que sirven para dar paso a vasos sanguíneos que nutren las células del hueso, o nervios, en ocasiones algunas perforaciones sirven para dar paso a nervios o vasos sanguíneos que van a otra parte del cuerpo atravesando el hueso.  En las aves existen perforaciones en los huesos que hacen parte de un sistema neumático, que conecta los pulmones con el esqueleto permitiendo una más eficiente oxigenación de los tejidos, así como refrigeración; esto es crítico en organismos con tan altas exigencias metabólicas como las aves.

En las aves el esqueleto ha sufrido profundas modificaciones a partir del plan básico de un Tetrapodo (En general todos los animales terrestres que en algún momento del curso de su evolución tenían cuatro patas), en algunas aves marinas como la fragata, el esqueleto se ha aligerado tanto para hacer más eficiente el vuelo, que el esqueleto completo pesa menos que las plumas del ave.

El hueso como tejido vivo se remodela y responde de manera dinámica a factores ambientales, el efecto de la gravedad favorece a largo plazo el deposito de mas hueso y su resistencia, debido al esfuerzo y tensión que sobre el hueso ejercen los músculos y el propio peso corporal, los ejercicios y esfuerzos fiscos continuos se evidencian en los puntos de inserción de  los tendones como áreas más rugosas y por aumento en el grosor de los huesos, por eso se presentan tantos problemas en los viajes espaciales pues en ausencia de gravedad se produce una importante perdida de masa ósea así como atrofia muscular. El hueso se regenera y auto repara en caso de daño, adaptándose a las  nuevas tensiones ejercidas en caso de una fractura mal soldada.

Un gran ventaja de la anatomía ósea es que el hueso es una estructura bastante conservadora,  por dar un ejemplo: el húmero (el hueso superior del brazo) de un mamífero cualquiera que este sea es muy semejante en líneas generales a otro humero de mamífero, guardadas las debidas consideraciones en cuanto a tamaño y calibre y teniendo en cuenta algunas adaptaciones especiales, como las que se presentan en animales cavadores o mamíferos marinos. Con algo de práctica es posible distinguir incluso huesos aislados asociándolos con un grupo particular de animales.

Cráneo de chiguiro (Hydrochaeris hydrochaeris) vista lateral