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• Jose Antonio Ruiz Minigo

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado

Ingeniería en Biotecnología

5° cuatrimestre

Programa de la asignatura Fisiología de Plantas y Animales

Información general de la asignatura

Clave: 200920520 / 190920520

Universidad Abierta y a Distancia de México

Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología1

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado Unidad 1. Principales procesos fisiológicos Animales Presentación de la unidad Hoy adquiriste un teléfono inteligente nuevo, el mejor de su clase, al sacarlo de su empaque, puedes utilizarlo inmediatamente ya que todo mundo sabe cómo hacer llamadas desde un teléfono celular, si tú quisieras, podrías continuar de ese modo, ya que la función principal de un teléfono celular es precisamente permitirte hacer y recibir llamadas. Si intentas utilizar el resto de las funciones del teléfono tal vez puedas hacerlo, mediante prueba y error podrías llegar a utilizarlo mejor y sacarle más provecho, pero nunca llegarás a comprenderlo, a entender su funcionamiento al máximo y aprovechar todo su potencial si no lees primero, el manual de usuario. En este manual está contenida toda la información que necesitas sobre el teléfono, como sus dimensiones, país de origen, especificaciones técnicas, alcances, aplicaciones, entre otras, cuando lo leas podrás comprender mejor tu teléfono, podrás analizarlo y modificarlo (configurarlo) de acuerdo a tus necesidades. La fisiología se define como la ciencia que estudia el funcionamiento de los seres vivos, es como el manual de usuario de un ser vivo donde se explica para que sirve y cómo funcionan cada una de sus partes. El conocer el que, como y para qué de un ser vivo, en primer lugar te da conocimiento, ese conocimiento te ayuda a formarte un criterio que a su vez te permitirá proponer ideas sobre la manipulación, mejora o aplicación de algún proceso fisiológico animal o vegetal en sector, industrial o biotecnológico, por ejemplo, la obtención de enzimas, la producción de hidrocarburos, entre otros.

Propósitos En esta unidad, abordarás de manera comparativa algunos de los procesos fisiológicos animales para identificar las implicaciones que tienen con la vida la relación estructurafunción de un ser vivo, para poder emplearlos como herramienta en tu desarrollo como biotecnólogo.

Competencia específica Analizar algunos procesos fisiológicos animales a través del estudio de ejemplos fisiológicos concretos para comparar sus diferencias e inferir sus aplicaciones en el campo de la biotecnología.

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado 1.1. Respiración Cuando pensamos en la respiración, nos viene a la mente un proceso mecánico mediante el cual, a partir de la contracción y relajación del diafragma y de los músculos intercostales (en el caso de un mamífero), inhalamos aire hacia los pulmones para después exhalarlo, este proceso es controlado por el sistema nervioso central a tal grado que la gran mayoría de los casos no somos conscientes de que lo llevamos a cabo. El humano no es el único ser vivo que respira, el resto de los mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces también respiran, inhalan y exhalan de manera automática e inconsciente, pero, ¿para qué sirve la respiración? ¿Cuál es su función? ¿Qué pasa con el oxigeno una vez que ingresa a las estructuras respiratorias? ¿Cuál es la diferencia entre el material inhalado y exhalado? La respuesta a estas preguntas las tiene la fisiología del sistema respiratorio.

1.1.1.Mecanismos de intercambio de O2 y CO2 El aire básicamente es una mezcla de gases, el gas mayoritario es el nitrógeno en un 77.9%, el oxígeno, que es el gas en el que apoyamos nuestro metabolismo está presente en un 20%, y el restose compone porde otros gases como CO2, ozono, criptón, argón, hidrógeno y vapor de agua. El metabolismo de los cordados está basado en el consumo de oxígeno como principal elemento reductor (aceptor de electrones) involucrado en los procesos de generación de energía de los organismos aeróbicos, el sistema respiratorio de los cordados (animales que cuentan con una columna vertebral como peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos) extrae ese oxígeno disuelto en el aire o en el agua (en el agua dulce el oxígeno disuelto tiene una concentración de 5mg/L, mientras que en el agua salada es de 4mg/L) introduciéndolo a las cámaras pulmonares o a las branquias en el caso de los peces donde por ósmosis se desplazará a través de un gradiente de mayor concentración en los pulmones hacia uno de menor concentración de oxígeno en la sangre, donde es captado por moléculas aceptoras de oxígeno, en los cordados (o vertebrados) esta molécula es la hemoglobina, que tiene la capacidad de unirse a él con la fuerza suficiente para transportarlo a través del sistema circulatorio y liberarlo intercambiándolo por CO 2 en las células donde se requiere. La hemoglobina es una holoproteína, esto quiere decir que está compuesta de varias partes o subunidades, en el caso de la hemoglobina, está compuesta de 4 subunidades, dos de ellas se denominan alfa (α) y dos beta (β), cada unidad tiene adjunto un grupo denominado hemo, que es un pigmento de color ojo que tiene incrustado un átomo de hierro, este átomo es el que reacciona con el oxígeno atrapándolo cuando el gas entra por la membrana del eritrocito (Hill.2007).

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado En un eritrocito maduro, para poder albergar dentro de sí a la hemoglobina tiene que deshacerse de todo su contenido hasta quedar hueco, solo entonces es capaz de ingresar a la hemoglobina y ser funcional. Una vez cargado de oxigeno, viaja a través de la sangre arterial recorriendo todo el cuerpo para liberar el oxigeno que contiene, en este proceso de liberación el oxígeno es sustituido por una molécula de CO2 (FIGURA 1)

Figura 1: Estructura de la hemoglobina A) La hemoglobina está compuesta por cuatro subunidades, dos alfa y dos beta conformando a la holoenzima metabólicamente activa, en rojo se puede apreciar en el núcleo de la enzima la presencia del grupo hemo que contiene un átomo de hierro responsable de la capación y liberación del oxígeno(B). C) Estructura química del grupo hemo, se puede observar el núcleo de hierro en el centro, es en este sitio donde tiene lugar el intercambio de O2-CO2.

1.1.2. Mecanismos de respiración externa en animales Para que el intercambio gaseoso pueda darse en las estructuras respiratorias de los animales, las superficies de estas deben estar húmedas y ser de paredes delgadas para que la difusión de los gases pueda darse fácilmente, otro característica es que estas estructuras (superficies corporales, tubos traqueales y bronquiales, pulmones y branquias) deben estar altamente vascularizadas, es decir deben tener a disposición una cantidad importante de vasos sanguíneos para poder facilitar el intercambio de gases para su transporte mediante la hemoglobina. En los peces, por ejemplo, el intercambio gaseosos se lleva a cabo en las branquias, que son pequeñas láminas delgadas y húmedas, el estar sumergidas en agua les permite estar siempre bien extendidas y sin riesgo de que se peguen unas con otras (cosa que sucede cuando un pez sale del agua, por eso no puede respirar) En los peces, las branquias se componen de infinidad de filamentos altamente vascularizados a través de los cuales el agua fluye constantemente cada que el pez realiza una bocanada, esto hace más fácil el intercambio de O2 y CO2 entre el agua y la sangre, este sistema de intercambio se torna más eficiente por el hecho de que el agua y la sangre circulan en Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología4

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado contrasentido formando un sistema llamado “sistema de intercambio gaseoso por contracorrientes” cuya finalidad es hacer más grande la diferencia de las concentraciones de O2 entre el agua y la sangre para forzar la difusión (Solomon,2008).

Proceso de respiración en peces.

Los anfibios son un caso particular ya que no todos presentan pulmones, o de tenerlos son estructuras demasiado primitivas, por ejemplo, en las salamandras, sus pulmones están constituidos por dos sacos irrigados por capilares, los pulmones de los batracios (sapos y ranas), que también son sacos membranosos, tienen en su interior láminas o crestas para incrementar la superficie de intercambio. Este tipo de pulmones laminados también está presente en reptiles. Las aves, por su elevada tasa metabólica poseen pulmones muy eficientes, estos tienen nueve extensiones en forma de cámara llamados sacos aéreos que sirven como reservorios de aire para alimentar a los pulmones que con la exhalación forzan el colapso de las paredes de los sacos aéreos empujando el aire de súbito hacia los pulmones lo que produce una mayor oxigenación de la sangre.

Estructura pulmonar de algunos vertebrados.

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado La respiración en los mamíferos es bien conocida por nosotros, el sistema respiratorio de los mamíferos, los conductos respiratorios inician en las narinas, por donde ingresa el aire, este desciende a través de la laringe y la faringe hasta llegar a la tráquea que se ramifica para formar bronquios y bronquiolos para finalizar en los alveolos, que son pequeños sacos membranosos altamente irrigados donde se lleva a cabo el intercambio gaseosos entre la sangre y el aire, la presión de aire generada en los pulmones favorece el proceso de intercambio (Hill.2007).

Sistema respiratorio del ser humano, un mamífero

1. 2. Circulación Los seres vivos requerimos un suministro ininterrumpido de nutrientes y sangre, así mismo también necesitamos eliminar los deshechos metabólicos, estas funciones las realiza el sistema circulatorio, transportando oxigeno, nutrientes, mensajeros químicos como las hormonas y recoge CO2 y productos de desecho, esto lo hace a través de la sangre, como principal vehículo transportador. En este tema, abordaremos la estructura y función del sistema circulatorio en los principales grupos de vertebrados.

1.2.1. Aspectos generales de la anatomía del sistema circulatorio El motor del sistema circulatorio de los vertebrados es el corazón, situado en la parte ventral del cuerpo (más o menos en el medio) su función es bombear la sangre a través Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología6

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado del sistema cerrado que conforman los vasos sanguíneos (como sistema cerrado se entiende que es un sistema aislado, continuo y sin interrupciones entre los vasos que lo conforman, el flujo de elementos hacia adentro y hacia afuera del sistema se da exclusivamente por procesos de difusión o transporte facilitado sin interrumpir la continuidad del sistema) Para los vertebrados el sistema se compone, además del corazón, de vasos sanguíneos, la sangre, linfa y vasos linfáticos, además de órganos como el bazo, el hígado y el timo. Sus principales funciones son transportar O2 desde las estructuras respiratorias hacia todas las células del cuerpo, transportar nutrientes difundidos desde el aparato digestivo hacia las células, transporta hormonas, metabolitos y ayuda a mantener el equilibrio de fluidos, pH y temperatura corporal constante (Audesirk, 2008).

Sistema circulatorio de algunos vertebrados, se puede apreciar el corazón en la zona medial como mecanismo de bombeo, y el sistema cerrado, en rojo la circulación de sangre arterial oxigenada y en azul la sangre venosa con CO2.

La sangre se compone de dos fases, la primera denominada plasma consiste en un líquido donde se encuentra suspendida la fase sólida compuesta por las células sanguíneas, proteínas, nutrientes y metabolitos, entre otros.

1.2.2. Fisiología de la circulación en animales El Corazón de los vertebrados, es la bomba que mueve la sangre y su contenido a través de todo el cuerpo, por lo general consta de una o dos aurículas, que son cámaras especiales que reciben la sangre que viene desde los tejidos, a estas cámaras se le Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología7

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado suman uno o dos ventrículos que bombea hacia las arterias la sangre. En el caso de los peces, solo tienen una aurícula y un ventrículo, la aurícula bombea la sangre hacia el ventrículo para después conducirla a un sistema de vasos sanguíneos, para oxigenarse es necesario que la sangre pasa a través de la red capilar de las branquias donde tiene lugar el intercambio gaseoso, , tras su paso por los capilares de la branquias, la presión arterial disminuye, circulando lentamente por el resto de los órganos, este desventaja es compensada por los movimientos natatorios del pez, que incrementan la presión y aceleran la circulación. Para los anfibios, su corazón consta de dos aurículas y un ventrículo, la sangre circula a través de un circuito doble, pulmonar y sistémico, esto mantienen separadas parcialmente a la sangre venosa de la arterial. Una red venosa recoge la sangre rica en CO2 para bombearla hacia la aurícula derecha que la conduce a los pulmones y regresa a la aurícula izquierda. En reptiles como el cocodrilo, se puede apreciar una división física entre aurículas y ventrículos por lo que fueron los primeros seres vivos en desarrollar un corazón funcional con cuatro cámaras. La división física del corazón por medio de un tabique obliga a la sangre a pasar dos veces por el corazón cada vez que completa un circuito por el cuerpo, esta doble circulación permite mantener presiones sanguíneas sistémicas altas y bajas en la circulación pulmonar en grupos como aves y mamíferos, este juego de presiones, eventualmente permite una mejor oxigenación sanguínea a su vez que se torna más rápida la circulación, esto permite que aves y mamíferos tengan una tasa metabólica y temperatura corporal más altas en comparación con peces, reptiles y anfibios(Solomon,2008). Actividad 1: Dúo dinámico, la relación entre los sistemas circulatorio y respiratorio

En esta actividad podrás integrar los conocimientos abordados sobre los sistemas circulatorio y respiratorio, identificando la relación entre los procesos que se llevan a cabo por ellos y comparándolos entre los vertebrados (mamíferos, reptiles, aves, anfibios, y peces) para que de esta forma puedas comprender mejor su funcionamiento. 1. Para complementar la información que recibiste en esta unidad, Investiga las principales características de los sistemas circulatorio y respiratorio de un integrante de cada uno delos 5 grupos de vertebrados, puedes elegir los organismos que tú quieras. 2. En una tabla de tres columnas en la que Identifiques sus principales semejanzas Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología8

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado y diferencias tomando en cuenta los siguientes aspectos:  Columna A. Estructuras anatómicas  Columna B. Organización  Columna C. Particularidades de su funcionamiento (fisiología)  Columna D. Realiza el análisis comparativo del proceso de la digestión de azúcares entre los 5 grupos. 3. Con la información obtenida, participa en la base de datos de la actividady comparte las semejanzas y diferencias entre los sistemas de los organismos que elegiste. Nota: Te exhortamos atentamente a abstenerte de cualquier acción de plagio o copia de contenidos, ya que tu Facilitador(a) puede detectar esta situación sin dificultad. Recuerda que tu formación exige que todo producto o tarea que reportes sea totalmente original, así como de tu iniciativa y creatividad, con el fin deque en lo sucesivo esta actitud se proyecte directamente en tu práctica profesional.

1.3. Digestión y nutrición Todos los cordados obtienen su energía a partir de los alimentos, tras ingerirlos, sufren una serie de transformaciones químicas destinadas a linear los nutrientes almacenados en el alimento y desechar lo que no se pueda asimilar, estos procesos dependerán mucho en función del grupo del que se trate, ya que en el proceso de nutrición se ven involucrados tanto particulares anatómicas como fisiológicas que hacen que el comer y nutrirse no signifique lo mismo para todos, en el presente tema se abordarán generalidades sobre los procesos de digestión y nutrición.

1.3.1. Generalidades sobre la nutrición y digestión Todos los seres vivos necesitan de un aporte de energía y materia para mantener todas sus funciones en equilibrio, los procesos biológicos por medio de los cuales obtienen lo necesario se conoce como nutrición. Dependiendo del tipo de energía empleada se conocen dos grupos: aquellos que obtienen su energía a partir de la luz, los fotótrofos y los que obtienen su energía a partir de fuentes químicas llamados quimiótrofos. También pueden clasificarse dependiendo del tipo de C que necesiten para su nutrición, como el C inorgánico (CO2) en cuyo caso los organismos se llamarían autótrofos o litótrofos y el C orgánico cuyos organismos se denominan organótrofos o heterótrofos. En el caso de los animales, estos obtienen sus nutrientes a partir de compuestos orgánicos y la energía, la obtienen por medio de su oxidación enzimática en presencia de O2, con base en esto son llamados quimioheterótrofos o quimiorganótrofos Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología9

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado A través del tiempo los animales hay desarrollado varias estrategias para la obtención de sus nutrientes por medio de aparatos o sistemas que son capaces de realizar las diferentes etapas de la nutrición. Ejemplo de estos son el sistema digestivo, aparato respiratorio, circulatorio y excretor (Hill, 2007).

1.3.2. Anatomía de la nutrición y digestión A través del tiempo los animales han desarrollado varias estrategias para la obtención de sus nutrientes por medio de aparatos o sistemas que son capaces de realizar las diferentes etapas de la nutrición. Ejemplo de estos son el sistema digestivo, aparato respiratorio, circulatorio y excretor. El sistema digestivo de los animales se encarga de recibir el alimento ingerido, almacenarlo temporalmente, demolerlo mecánicamente, degradarlo químicamente para la obtención de nutrientes y energía para su mantenimiento, su crecimiento y reproducción y finalmente retener los alimentos temporalmente hasta expulsarlos como deshechos. Este sistema se compone de un tubo con diferentes compartimentos y epitelios que tienen características propias dependiendo de la función que desempeñen. En el caso de los invertebrados es muy simple presentando solo una abertura. Para el caso de los vertebrados es un tubo más largo que va de la boca al ano, mostrando diferentes compartimientos y funciones. El alimento es llevado a la boca con la ayuda de algunos implementos como los dientes, mandíbulas, lengua, patas delanteras, labios, pico o succión faríngea según sea el caso. En las aves pasa inmediatamente al buche que es un pequeño receptáculo que contiene vidrios y piedras. En el caso de los mamíferos este se distribuye con la lengua, mientras se secretan enzimas como la amilasa que a la vez que humedece y lubrica, comienza a degradar los hidratos de carbono, en este momento el alimento recibe el nombre de bolo alimenticio y es conducido por medio de movimientos peristálticos a la faringe e inmediatamente al esófago (deglución), al final del este existe una válvula (cardias) que evita que una vez que el bolo esté en estómago se regrese al esófago. Ya en el estómago (cavidad muscular plegada) continúa la degradación, en esta zona existe un epitelio llamado mucosa, capaz de secretar ac. Clorhídrico y pepsinógeno (jugo gástrico). En el caso de las aves en lugar de estómago, tienen molleja. El estómago termina en otra válvula llamada píloro, que conecta al intestino delgado donde continúa la digestión y absorción de nutrientes con la ayuda de glándulas como el hígado, páncreas y vesícula biliar, que desembocan en el duodeno primera porción del intestino, donde termina la digestión de los carbohidratos, proteínas y comienza la de las grasas. La siguiente porción se llama yeyuno y finalmente el íleon, aquí se lleva acabo prácticamente toda la absorción de nutrientes.

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado El intestino delgado tiene un epitelio que presenta una gran cantidad de microvellosidades las cuales le dan mayor superficie de contacto para una mejor absorción de nutrimentos. Los diversos nutrientes son absorbidos por difusión facilitada y transporte activo, principalmente. Por último se encuentra el intestino grueso (colon ascendente, c. transverso y c. descendente) que es el encargado de absorber el H2O, Na, entre otros. Además de que desecha todo lo que no fue asimilado a través del ano en forma de heces fecales (Solomon, 2008).

1.3.3. Fisiología de la nutrición y digestión Existen ciertas particularidades en el sistema digestivo dependiendo de cada cordado. En el caso de la cavidad oral, en los peces cartilaginosos y óseos, carecen de labios así como de glándulas salivales, pues su alimento se encuentra húmedo. En los tetrápodos, la cavidad oral es grande a mediana, tiene una lengua carnosa, a excepción de las aves y algunos reptiles la cual es firme y fija. Además las glándulas salivales han evolucionado en el caso de algunos animales (serpientes, lagartijas, musarañas) para producir veneno. Y en el caso de los murciélagos vampiros son capaces de secretar un anticoagulante. El esófago es en términos generales similar en toda su longitud y en todos los cordados, a excepción de los vertebrados que se alimentan por filtración ya que no se puede identificar al igual que el estómago. En los peces el esófago es corto y el estómago puede encontrarse en forma de J o U. En el caso de los anfibios tanto el estómago como el esófago es pequeño y corto y contiene muchas glándulas mucosas. Los reptiles tienen un esófago relativamente largo y blando a excepción de algunas tortugas que lo llegan a tener ligeramente cornificado, en cuanto al estómago es ligeramente curvo y en los cocodrilianos se presenta como un saco musculoso por su ingesta ya que prácticamente no mastican a sus presas. El esófago de las aves tiende a estar recubierto de tejido córneo para evitar laceraciones por su dieta. En el caso del estómago este divide en dos regiones, la primera llamada proventrículo tiene muchas glándulas y secreta gran cantidad de enzimas digestivas y la región pilórica que es propiamente la molleja o ventrículo (musculosa). En el caso de las aves carnívoras no son tan pronunciadas a diferencia de las granívoras. El esófago en los mamíferos es largo, desprovisto de cilios y córneo en los que se alimentan de forraje (artiodáctilos, perisodáctilos y roedores). El estómago puede ser simple o en forma de saco (humano, roedores, insectívoros y carnívoros) o dividido en compartimientos (artiodáctilos, ballenas, perezoso, marsupiales y vacas marinas). Todo el estómago es córneo en los monotremas y la mayor parte en los rumiantes, dividido en 4 regiones: rumen, retículo, omaso y abomaso. Los intestinos son prácticamente un tubo desprovisto de cilios donde se completa la digestión, son poco característicos, en los animales carnívoros y omnívoros presentan intestinos cortos, vellosidades largas y ciegos pequeños, mientras que en los herbívoros presentan intestinos largos, vellosidades más cortas y ciegos más grandes. Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología11

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado Las glándulas anexas al sistema digestivo como son el hígado, la vesícula biliar y el páncreas varían muy poco dentro de las clases. El hígado es el órgano más grande del cuerpo, tiene diversas funciones, para el caso de ciclóstomos y peces les sirve para almacenar grasas y carbohidratos. Convierten la proteína a carbohidrato o grasa con la liberación de un desperdicio nitrogenado transportado a las branquias o riñones para su eliminación. El hígado tiende a ser lobulado o en el caso de las aves ventriculado. Este órgano siempre está presente en los carnívoros, ausente en las lampreas, teleósteos y algunos herbívoros. El páncreas solo está presente en vertebrados y todos los vertebrados tienen páncreas sin excepción (Hill, 2007).

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El sistema digestivo tubular de los vertebrados tiene un plan de orientación básico, con el esófago, el estómago, el intestino, y el colon como elementos comunes. B, vejiga; C, ciego; Cr, buche (molleja); E, esófago; G, vesícula biliar; L, hígado: Ll, intestino grueso; P, páncreas; PA, apéndices pilóricos; SG, válvula espiral; SI, intestino delgado; St, estómago. [De Florey, 1966; adaptado de Stempell, 1926.]

1.4. Osmosis El metabolismo de los vertebrados está basado en el agua como principal medio de Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología13

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado dilución, y transporte de nutrientes y metabolitos. El agua se pierde por muchas circunstancias, por el sudor, orina, y otras secreciones corporales, para no comprometer la vida, la cantidad y la calidad del agua corporal deben mantenerse siempre constantes y óptimas, el agua debe reponerse, filtrarse y limpiarse para poder mantener la homeostasis, estos procesos se llevan a cabo mediante la osmoregulación y los procesos de excreción que abordaremos a continuación.

1.4.1. Intercambio de sales y agua excreción El metabolismo tanto de proteínas, como de ácidos nucleicos, por ejemplo, arrojan como principal elemento de desecho al amoniaco, extremadamente tóxico, para neutralizarlo los animales lo convierten en urea o en ácido úrico, menos tóxicos, pero insolubles en agua, por lo que se acumulan en el cuerpo y es necesario desecharlos, el principal órgano encargado del desecho de estos materiales es el riñón. En los peces, sus escamas y las secreciones mucosas corporales impiden que el agua que circunda al pez entre hacia él, el problema con los peces, es que por ósmosis pierden muchas sales a través de las branquias, para compensar esta pérdida, tienen, en las mismas branquias células especializadas en la recaptura de sales como el cloruro de sodio (NACl), también por ósmosis, los productos nitrogenados, en este caso el amoniaco, son excretados a través de las branquias, la mayoría del amoniaco es expelido por las branquias, sin embargo, los riñones también contribuyen a la eliminación de desechos, estos lo hacen a través de grandes cantidades de orina diluida. Los anfibios tienen un mecanismo de excreción similar a los peces, estos, también excretan los productos nitrogenados a través de grandes cantidades de orina, además de excretar una cantidad importante por la piel. Algunos vertebrados terrestres (mamíferos y aves) tienen adaptaciones especiales, por ejemplo, su piel está diseñada para disminuir la pérdida de agua, ellos excretan ácido úrico a través de la orina. Los mamíferos terrestres tienen la característica de ser endotérmicos, esto es, que tienen la capacidad de mantener constante su temperatura corporal, por lo que tienen un metabolismo muy elevado por lo que producen una cantidad muy grande de nitrógeno Las aves pueden conservar el agua absorbiéndola en gran parte en el aparato digestivo por lo que excretan el ácido úrico con muy poca pérdida de agua (Solomon, 2007).

1.4.2. Regulación de la temperatura La temperatura corporal es un criterio metabólico importante, está es cuidadosamente regulada de manera particular para cada tipo de cordado, una estrategia para mantener Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología14

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado la temperatura es la de quemar grandes cantidades de energía para mantenerla constante, algo similar a una caldera que quema combustible para mantener el agua a punto, por otro lado existen animales incapaces de regular su temperatura y recurren a fuentes externas como el sol, en el caso de reptiles, lo que es un hecho compartido, es que sin importar el cordado del que se trate, tener una temperatura constante y optima es crucial para el mantenimiento del metabolismo. Para poder regular la temperatura corporal es necesario tener en cuenta la temperatura ambiental, ya que el cuerpo responde en función de ella, ante una temperatura baja la temperatura corporal aumenta para compensar la pérdida de calor por efectos de la termodinámica, cuando la temperatura ambiental es alta, el cuerpo responde de manera contraria, todo con la finalidad de mantener la temperatura corporal dentro del rango ideal para cada especiem logrando así el mantenimiento de la homeostasis. Cuando un vertebrado no es capaz de regular por si mismo su propia temperatura se dice que es ectotermo (o exotermo), quiere decir que su temperatura corporal depende del medio ambiente, por lo general de la radiación solar, esta estrategia tiene sus ventajas y desventajas, la principal ventaja es que el organismo no invierte grandes cantidades de energía para proporcionarse calor (como lo hacen los mamíferos, por ejemplo) la desventaja es que depende de las condiciones climáticas, si estas n son favorables el organismo (un reptil, por ejemplo) no podrá alcanzar su temperatura óptima y su metabolismo se vería comprometido, situación que puede ser mortal. Entre los ectodermos están los reptiles, anfibios y peces. Los animales que pueden generar y controlar su temperatura se llaman endotermos, esta característica es fruto de la alta tasa metabólica que presentan, los procesos de generación de energía, de acuerdo con la termodinámica generan calor que calienta el cuerpo de los endotermos, además estos animales cuentan con estructuras que los ayudan a conservar este calor, como son los pelos, plumas y los depósitos grasos bajo la piel, cuando la temperatura corporal incrementa demasiado, se echan andar mecanismo regulatorios, como el jadeo, la sudoración y el reflejo de ingerir agua. Entre los endotermos podemos ubicar a los mamíferos, aves y algunos peces como elatún y algunos tiburones (Solomon, 2008).

1.4.3. Regulación de la presión El cuerpo de un ser vivo debe tener la capacidad de manipular su presión sanguínea para adaptarla a las necesidades que demandan las actividades que realiza, por ejemplo, un chita no tiene los mismos requerimientos de oxígeno cuando corre tras una gacela, que cuando está comiendo o cuando reposa sober los pastos de la sabana africana. En buena medida, las actividades que realiza un ser vivo influyen en la frecuencia Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología15

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado cardiaca y por consecuencia en la presión, a mayor actividad, mayor frecuencia cardiaca y por ende, mayor presión sanguínea. Incluso, los cambio de posición suponen un cambio en la presión sanguínea, por ejemplo cuando una persona está acostada y necesita levantarse podría desvanecerse debido a que por la presión sanguínea que se tiene cuando uno está acostado no es suficiente para bombear sangre al cerebro cuando uno se levanta, el sistema nervioso central (SNC) para prevenir situaciones como esta, el cuerpo de los vertebrados cuenta con baroreceptores o receptores de presión ubicados en las paredes arteriales y en el corazón, al sentir un cambio en la presión, los receptores envían información a los centros cardiacos y vasomotor de regulación de la presión ubicados en la médula espinal. El centro cariaco estimula los nervios simpáticos (que controlan las funciones vitales) que desaceleran el corazón. Reduciendo la presión arterial. Por otro lado el centro vasomotor inhibe a los nervios parasimpáticos que constriñen a las arteriolas provocando vasodilatación que reduce la presión arterial. En respuesta a la baja de la presión arterial, los riñones liberan una hormona conocida como renina, para echar a andar el mecanismo regulador conocido como “sistema renina-angiotensina-aldosterona”. La renina ejerce su función sobre el angiotensinógeno para producir a la hormona angiotensina, cuya función es de vasoconstrictor, la vaso constricción induce un aumento en la presión arterial restableciendo la homeostasis, por otro lado, la angiotensina induce la síntesis por parte de las glándulas suprarrenales de otra hormona conocida como aldosterona cuya función es aumentar la retención renal de sodio (Na), esto provoca una mayor retención de líquidos y un aumento en el volumen sanguíneo. Mientras que en una situación de deshidratación, la concentración osmótica de la sangre incrementa, para revertir este proceso la hipófisis, una de las principales glándulas de los vertebrados, sintetiza a y libera hormona antidiurética, cuyo efecto es incrementar la absorción renal de agua, para diluir la sangre y aumentar su volumen restableciendo la presión, la orina formada es muy poca y muy concentrada (Solomon, 2008)

1.4.4. Órganos renales y excreción El glomérulo es la unidad funcional del riñón de los cordados, esta estructura es un conjunto de anillos capilares se encuentra al interior de otra estructura conocida como cápsula renal. En el caso de los peces de agua dulce y anfibios, por procesos osmóticos, el agua del medio entra constantemente en sus cuerpos, pese a que la piel es impermeable, las branquias y las cavidades orales son los sitios por donde ocurre el intercambio osmótico, para compensar esta situación, estos animales casi no ingieren agua, por el contrario, deben expulsar grandes cantidades de orina por un lado para eliminar las especies de nitrógeno, pero Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología16

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado también, para mantener su balance hídrico, esto lo hacen gracias a que cuentan con corpúsculos renales prominentes

Corpúsculo renal de un vertebrado

Los túbulos proximales y distales tienen la facultad de regresar algunos solutos al torrente sanguíneo,como el sodio, muchos anfibios son capaces de absorber de manera selectiva sales a través de la piel. Los mamíferos excretan el nitrógeno en forma de urea, que al igual que los peces es eliminado mediante corpúsculos renales voluminosos, por lo tanto, se produce cierta cantidad de filtrado fluido conocido como orina, el riñón de mamífero es el más eficiente ya que es el único que tienen la capacidad de retornar a la sangre el agua proveniente del filtrado , la concentración de iones de la orina dependerá de una estructura conocida como asa de Henle que son derivaciones de los túbulos proximales y distales, estas asas se encargan principalmente del filtrado osmótico de Sodio dependiendo de la concentración de agua y del mismo ion. Otros cordados también presentan esta estructura sin embargo, el factor principal para su alto desempeño es la longitud, es por eso que los mamíferos son más eficientes en el filtrado ya que sus azas son las más largas.

1.5. Sistema endocrino El cuerpo de los vertebrados necesita mantenerse extremadamente coordinado en sus funciones y en sus tiempos, la forma de hacerlos es mediante mensajes específicos que viajan a través del sistema circulatorio hasta el órgano o sistema que debe recibir el mensaje, a este órgano o sistema se le conoce como órgano o sistema blanco, los mensajeros responsables de esta actividad son las hormonas, sustancias químicas que a tienen la capacidad de desencadenar un proceso fisiológico, desde la producción de insulina cuando uno ingiere azúcar hasta los ciclos reproductivos y el estado de ánimo son gobernados por las hormonas. el sistema endocrino de los cordados funciona de manera muy semejante, se emplean las mismas señales químicas y se desarrollan efectos parecidos, en este tema abordaremos algunas generalidades sobre el sistema endocrino (Hill, 2007).

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado 1.5.1. Sistema Endocrino y hormonas El sistema endócrino se encuentra formado por un conjunto de células, tejidos y órganos (glándulas) que secretan sustancias químicas orgánicas, llamadas hormonas de manera controlada, cuya función es regular algunas respuestas morfológicas, como las hormonas sexuales o fisiológicas como la hormona adrenal que influye directamente en el funcionamiento de los riñones. Sin embargo la respuesta no está anatómicamente dirigida como en el caso del SN, pues depende de receptores específicos en las células u órganos blanco. Las glándulas endócrinas producen hormonas y son excretadas en el líquido tisular circundante, de ahí pasan a los capilares y se difunden a la sangre hacia el órgano blanco. Dado que es un sistema altamente controlado depende de reguladores tanto positivos como negativos, es decir, los positivos se encargan de incrementar un efecto hormonal en el tiempo, mientras que los negativos frenan un efecto hormonal. Además, dependiendo de la distancia que recorra la hormona en cuestión se clasifican en: autócrina (afecta a la misma célula), parácrina (afecta a un grupo de células circundantes) y endócrina (afectan a células lejanas a través del torrente sanguíneo). Las glándulas endócrinas cumplen ciertas características: 1. Parénquima conformado por células secretoras en forma de folicular o cordonal, 2.

Ausencia de conductos excretores

3. Irrigación sanguínea abundante Dependiendo de su origen, las hormonas se pueden clasificar de la siguiente manera: a) Neurotransmisores. Se producen en las neuronas en las terminaciones sinápticas. b) H. Glandulares. Se producen como respuesta a estímulo dado y son producidas en una glándula específica y secretada al torrente sanguíneo. c) Parahormona. Producidas por un tejido definido, del tipo parácrina. d) H. del tipo mensajero intercelular o segundo mensajero. Se producen en respuesta a una hormona-receptor y su cascada de señalizadores intercelulares. Químicamente las hormonas son muy diversas, sin embargo tienen ciertas características que permiten agruparlas en 4 grupos: a. Esteroides. Sintetizadas a partir del colesterol. Ej.: H. sexuales (progesterona, testosterona, estradiol), h. corteza adrenal (cortisol, aldosterona).

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado b. Derivados de aminoácidos. Tiroideas , secretas por el tiroides (Tiroxina T4, triiodotiroxina T3). Catecolaminas: derivadas del catecol, secretadas de la médula adrenal (Adrenalina, noradrenalina, dopamina). c. Hormonas peptídicas o protéicas. H. peptídicas, menos de 20 aa´s(vasopresinoa, oxitocina, angiotensina, GIH, MSH, GRH), h. protéica, más de 20 aa´s (Insulina, glucagón, ACTH, LH, FSH, GRH, PRL, CRH). Paratiroidea, gonadotropina coriónica, calcitocina, lactógeno placentario. d. Derivados de ácidos grasos. Prostaglandinas, liberadas por tejidos diferentes como la próstata, pulmones, hígado y tubo digestivo. En los vertebrados las hormonas se encargan de diversas actividades como el crecimiento, la tasa metabólica, nutrición de las células, reproducción, regular equilibrio hídrico, homeostasis sanguínea, manejar el estrés, entre otras. Esta actividad está controlada directa o indirectamente por el hipotálamo, que relaciona los sistemas nervioso y endócrino. Como respuesta a la información de zonas del encéfalo y a hormonas que se encuentran en la sangre, algunas neuronas del hipotálamo secretan hormonas que regulan la liberación de hormonas de la hipófisis, y esta a su vez controla las actividades de otras glándulas endócrinas, por ello recibe en ocasiones el nombre de glándula maestra.

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado Hipófisis El tamaño de la glándula hipófisis es similar a un frijol, pesando 0.5 g, se encarga por lo menos de la secreción de nueve hormonas diferentes. Se encuentra conectada al hipotálamo por un tallo de tejido nervioso, consiste de dos lóbulos principales, el lóbulo anterior (adenohipófisis) y el posterior (neurohipófisis). Difiere mucho entre los vertebrados, en los ciclóstomos la neurohipófisis pude ser el piso plano del cerebro, en los reptiles la parte intermedia es grande, en los mamíferos pequeña o no se presenta (parte media) y las aves no la presentan.

1.5.2. Regulación hormonal

El hipotálamo secreta varias hormonas, liberadoras e inhibidoras que se encargan de regular a la adenohipófisis. Estas neurohormonas entran en los capilares y pasan a las venas porta especiales que comunican el hipotálamo con el lóbulo anterior de la hipófisis. Dentro de la adenohipófisis las venas porta se dividen en un segundo grupo de capilares. Las pasan a través de estos capilares dentro del tejido de la adenohipófisis, donde regulan la producción y la secreción de hormonas hipofisiarias. Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología20

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado La neurohiófisis libera dos hormonas peptídicas: oxitocina y h. antidiurética ADH, que en realidad son producidas por el hipotálamo guardadas en pequeñas vesículas que pasan a través de axones de que van del hipotálamo a la neurohiófisis por del tallo hipofisiario y penetran al lóbulo posterior. Cuando la neurohipófisis es estimulada, la acumulación de las hormonas es liberada hacia los capilares vecinos (Hill, 2007).

Tiroides Glándula que consiste de un paquete de folículos, que secretan una sustancia viscosa (coloide) que llena los folículos y almacena tiroglobulina, rica en yodo, que dan lugar a la tiroxina y tiroiodoxina. Esta glándula controla la diferenciación, crecimiento, metamorfosis¸ distribución del pigmento y desarrollo sexual. Cambio del piel en anfibios y reptiles, forma de plumas, temperatura, funciones del sis. Digestivo, excretor y nervioso. Paratiroides Formada por células empacadas densamente creando cordones y paquetes. Solo se encuentra bien definida en tetrápodos. Se divide en por pares de glándulas pequeñas, lineales en aves, pero generalmente son globulares. Localizadas en el área de la garganta, cerca del timo o tiroides. Corteza adrenal. Hay dos tipos de tejido en la corteza adrenal, sin embargo solo en los mamíferos están separados en corteza y médula. En los peces teleósteos están esparcidos formando masas pequeñas cerca de los riñones. El tejido que correspondería a la médula adrenal Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología21

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado también es llamado tejido cromafin, este en el caso de los peces, puede estar cerca de la corteza adrenal pero siempre separados, para algunos anfibios, reptiles y aves puede estar entrelazado con el cortical. Glándula Pineal En los animales ectodérmicos esta glándula se forma de un complejo formado por dos órganos, la g. pineal y la parapineal. Esta glándula se encarga de sintetizar la melatonina que se encarga del estado de vigilia, en algunas especies inhibe el desarrollo de las gónadas. En animales que tienen su reproducción marcada por la estaciones controla el aumento o disminuye su volumen y actividad gonadal. Actividad 2 Regulación hormonal de la digestión

En esta actividad podrás integrar los conocimientos abordados sobre los sistemas digestivos y endócrino, identificando la relación entre ambos procesos al estudiar un caso concreto en mamíferos. Explicaras la relación que existe entre el sistema digestivo y el sistema endócrino en el metabolismo de azúcares (recuerda que existen monosacáridos, disacáridos y polisacáridos y cada uno se metaboliza de una forma particular por lo que tendrás que involucrarlos en tu actividad). 4. Investiga las principales características de los sistemas digestivo y endocrino del mamífero que tú prefieras.    

Identifica el papel que juega cada sistema en cuanto al metabolismo de azúcares Estructuras anatómicas involucradas Moléculas involucradas en la digestión de azúcares en cada sistema Haz énfasis en la relación que existe entre ellos

5. Con la información obtenida, participael foro titulado regulación hormonal de la digestión de carbohidratos, donde discutirás:  Los fundamentos de la digestión de azúcares en el sistema digestivo  Establecerás si existe o no relación o interacción entre ambos sistemas en la digestión de azucares  De haber relación discute cómo se da, a qué nivel y qué moléculas, estructuras y/ o procesos están involucrados Nota: Te exhortamos atentamente a abstenerte de cualquier acción de plagio o copia de contenidos, ya que tu Facilitador(a) puede detectar esta situación sin dificultad. Recuerda que tu formación exige que todo producto o tarea que reportes sea totalmente original, así como de tu Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología22

Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado iniciativa y creatividad, con el fin deque en lo sucesivo esta actitud se proyecte directamente en tu práctica profesional.

1.6. Sistema nervioso El Sistema Nervioso Central (SNC) es el principal orquestador del cuerpo de los vertebrados ya que controla la gran mayoría de los procesos que ocurren dentro del cuerpo, además de ser el integrador de la información que se recibe tanto del interior como del exterior permitiéndonos adaptar nuestra fisiología a los cambios ambientales, básicamente, el SNC de los cordados no tiene muchas diferencias, las que existen, tienen que ver con la cantidad de neuronas que lo componen y de la forma en la que estas se organizan para procesar la información, visto de esta manera, el cerebro de una rana es mas simple y puede procesar menos información y responder en un tiempo diferente que el cerebro de un mamífero, porque este, en principio cuenta con una cantidad mayor de neuronas organizadas de manera un poco diferente, estas sutilezas en la organización y la cantidad de las neuronas forman parte de las particularidades del SNC en los diferentes organismos, a continuación procederemos al astudio comparado – evolutivo, del SNC en vertebrados.

1.6.1. Anatomía del Sistema nervioso El cerebro o encéfalo, a nivel evolutivo no ha cambiado, todos los cordados, desde los peces hasta lso mamíferos más avanzados conservan la misma estructura basal del encéfalo. A través de las primeras fases embrionarias encéfalo, al igual que su continuación, la médula espinal, comienzan a desarrollarse, ambas, a partir de una estructura conocida como tubo neural

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Desarrollo embrionario del tubo neural.

Este tubo, en su parte anterior eventualmente se transformará en el encéfalo,mientras que su parte posterior da forma a la médula espinal, durante el proceso de maduración del encéfalo, se pueden apreciar tres estructuras primarias: rombencéfalo, mesencéfalo y prosencéfalo. Posteriormente, el rombencéfalo se divide para dar origen al metencéfalo que eventualmente formará al cerebelo y la protuberancia anular, el mielencéfalo da origen al bulbo raquídeo y esta última estructura, junto con la protuberancia anular y el mesencéfalo constituirán al tallo cerebral.

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Maduración del encéfalo en cordados

Estas estructuras cerebrales continúan su proceso de diferenciación hasta dar origen a las diferentes estructuras cerebrales modeladas evolutivamente de acuerdo a las habilidades, hábitat y necesidades de cada grupo de cordados, en el Esquema siguiente se puede apreciar, por ejemplo que los bulbos olfatorios del tiburón son más prominentes que los de un mamífero, por otro lado, el cerebro de mamífero es el más prominente.

1.6.2. Generalidades sobre la bioquímica del Sistema Nervioso La unidad anatómica y funcional del cerebro de cordados (y también de los invertebrados) es la neurona, es una célula altamente especializada en la recepción y conducción de estímulos tanto del exterior hacia el cerebro como del cerebro al cuerpo, es una red altamente coordinada que integra la información proveniente del medio (tanto externo como el propio medio interno) y nos permite actuar en consecuencia para mantener la homeostasis.

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Estructura básica de la neurona, se puede apreciar el cuerpo o soma, sitio donde se alberga el núcleo, de este soma salen terminaciones conocidas como dendritas que son uno de los elementos conductores de la neurona, asi mismo, se aprecia el axón, es una prolongación del soma neuronal. De longitud variable y mielinizado. La mielina es una estructura análoga al forro de un cable de corriente, los cables vienen forrados para evitar que se pierda la energía en el medio, en el caso de las neuronas, la mielina funciona como el aislante de un cable impide que el impulso eléctricode la neurona se disperse y por otro lado lo conduce más rápido a su destino

Las neuronas, como cualquier célula produce mediante la expresión de sus genes elementos que les permiten funcionar, como enzimas, proteínas y otras moléculas, en el caso particular de las neuronas, están especializadas en la síntesis de neurotransmisores, que son moléculas orgánicas que viajan a través de las neuronas llevando información mediante una conexión neuronal llamada sinapsis.

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Principales neurotransmisores, LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN:

En el soma de la neurona se ubica el núcleo, dentro de este núcleo se encuentra el DNA con la información para sintetizar los neurotransmisores, y con base en el neurotransmisor que sinteticen se les puede clasificar, por ejemplo, las neuronas que sintetizan acetil colina, se llaman colinérgicas, las que sintetizan serotonina se llaman serotoninérgicas, por otro lado, las neuronas que responden entre un mensaje mediado por acetilcolina se denominan colinoceptivas y si se trata de serotonina serotoninoceptivas y así sucesivamente, cuando se sintetiza un neurotransmisor, se almacena en vesículas que viajan desde el soma hasta la punta del axón donde son liberados al espacio sináptico, que se forma entre dos neuronas (puede ser axón –axón, axón . dendrita, dendrita – dendrita, axón – dendrita) la neurona que los libera se llama pre sináptica, los neurotransmisores son captados por receptores específicos para cada neurotransmisor en la neurona que va a recibir el impulso que se conoce como post sináptica, los neurotransmisores desencadenan una reacción fisiológica en la neurona post sináptica, que repite el impulso transmitiéndoselo a otra neurona, a este proceso de comunicación neuronal se le conoce como sinapsis (Solomon, 2008)

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Diagrama de la sinapsis. Se puede ver como los neurotransmisores viajan a través del axón en vesículas hasta su porción terminal que tiene forma de botón, por lo que se le conoce como botón sináptico, cada neurona que participa en la sinapsis tienen un botón sináptico. La neurona presináptica libera al espacio sináptico los neurotransmisores que son captados por receptores específicos en la neurona post sináptica.

1.6.3. Fisiología comparada del Sistema Nervioso La sinapsis es el único modo por el cual se pueden comunicar las neuronas, y es así, porque al depender de un impulso eléctrico viaja extremadamente rápido de neurona a neurona. Para que te des una idea, si caminas descalzo por tu casa y algo te lastima un dedo del pié, tal vez, porque pisaste un vidrio, las neuronas receptoras de tus pies transmiten la señal de daño desde la punta de tu pie hasta el cerebro, el cual procesa la información como un daño y determina que debes quitar inmediatamente el pie, a lo que tu respondes levantando el pié para revisar qué te está lastimando. Si midieras 1.5 metros significa que el impulso nervioso viajó esa distancia hasta tu cerebro y regresó hasta tu dedo haciendo el recorrido total de 3 metros en un par de milisegundos (un milisegundo es la milésima parte de un segundo) esta velocidad se debe a la alta eficiencia de la sinapsis. Este proceso de transmisión sináptica, es el mismo para todos los cordados, con la misma eficiencia, la misma velocidad y sobre todo, con los mismos neurotransmisores. Los neurotransmisores fueron seleccionados en escalas evolutivas muy tempranas en el desarrollo de los cordados a partir de un ancestro común, es por esta razón que todos los cordados tenemos altamente conservados tanto el proceso, como los genes que regulan la síntesis de los neurotransmisores sin embargo, La evolución también ha ocasionado que aparezcan ciertas diferencias sobre la capacidad de percibir estímulos y responder a ellos en función de las estrategias de vida de cada organismo.

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En la figura anterior puedes apreciar que todos los encéfalos cuentan con las mismas estructuras anatómicas, es decir, todos tienen cerebro, cerebelo y médula, por ejemplo, pero en un ave de alto vuelo como un águila, las estructuras cerebrales que controlan la visión están más desarrolladas que las de un topo, que es ciego, este animal posee un olfato, más desarrollado que el de un ave, y los mamíferos tenemos una corteza cerebral más desarrollada que permite realizar una integración más profunda de todos los estímulos que se reciben (Hill,2007). Actividad 3 Hipervelocidad

En esta actividad podrás aplicar los conocimientos abordados sobre el sistema nervioso al estudiar un caso concreto en mamíferos. Explicaras el efecto que tienen los neurotransmisores en la regulación de la contracción muscular en mamíferos 1. En tres bibliografías diferentes, Investigael proceso de regulación de la contracción del músculo esquelético de un mamífero 2. Identifica, a nivel anatómico y fisiológico las estructuras y moléculas involucradas en el proceso de contracción muscular 3. Con base en tu investigación, desarrolla un diagrama de flujo que explique el proceso de contracción muscular desde el punto de vista anatómico y fisiológico con énfasis en el papel del sistema nervioso central en este proceso. 4. Guarda tu trabajo con la nomenclatura FPA_U1_A3_xxyz Nota: Te exhortamos atentamente a abstenerte de cualquier acción de plagio o copia de contenidos, ya que tu Facilitador(a) puede detectar esta situación sin dificultad. Recuerda que tu formación exige que todo producto o tarea que reportes sea totalmente original, así como de tu iniciativa y creatividad, con el fin de que en lo sucesivo esta actitud se proyecte directamente en tu práctica profesional.

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Fisiología de Plantas y Animales Programa desarrollado Cierre de la unidad Como podrás darte cuenta, el grupo de los cordados tiene más semejanzas anatómicas y fisiológicas de las que te podías imaginar, pese a los ambientes que habitan, las relaciones evolutivas que se guardan entre los integrantes de este grupo se hacen patentes al abordar de manera comparada estos aspectos de los vertebrados. Para poder proponer un uso práctico o una mejora o modificación sobre algún proceso, podría ser uno fisiológico, es necesario conocerlo y entenderlo primero, ahora, tras haber cursado esta materia cuentas con las bases para poder entender los procesos fisiológicos que ocurren en los animales, podrás profundizar en el estudio de esos aspectos particulares que sean de tu interés, enriqueciendo tus conocimientos y ampliando tu criterio como especialista en biotecnología. Felicidades.

Autoevaluación La autoevaluación es una actividad que al realizarla te permitirá tener una buena idea del dominio y aprovechamiento que tienes del contenido de esta unidad, puede resultar divertida y enriquecedora dirígete al espacio de autoevaluación de la plataforma para que tomes el reto una ves que te sientas seguro(a). Evidencia de aprendizaje. Las enzimas en la biotecnología

El uso de enzimas de origen animal ha sido un factor importante en el desarrollo y mejoramiento de algunos procesos biotecnológicos usados en diferentes industrias, como la alimenticia, farmacéutica, entre otras. Por esta razón es importante que incrementes y refuerces tus conocimientos sobre las enzimas y sus aplicaciones en la biotecnología, la siguiente actividad te ayudará a hacerlo. 1

2

Realiza una investigación bibliográfica sobre 10 enzimas de origen animal utilizadas actualmente en las industrias, deben ser diferentes a las abordadas en la unidad (puedes incluir enzimas de otros orígenes para enriquecer tu trabajo) Elabora un resumen, de mínimo 3 cuartillas, sobre las enzimas que investigaste y su aplicación en procesos biotecnológicos haciendo énfasis en su origen, función que realiza y sustrato, en qué proceso en concreto se emplea y cuál es el producto obtenido. Guarda tu trabajo como FPA_U1_EA_xxyz

3 4 Nota: Te exhortamos atentamente a abstenerte de cualquier acción de plagio o copia de contenidos, ya que tu Facilitador(a) puede detectar esta situación sin dificultad. Recuerda que tu formación exige que todo producto o tarea que reportes sea totalmente original, así como de tu iniciativa y creatividad, con el fin de que en lo sucesivo esta actitud se Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Biotecnología30

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Para saber más Para conocer otros aspectos sobre la anatomía y fisiología comparada puedes leer los artículos que acontinuación se te presentan y comentar tus puntos de vista con tus comañeros en un blog. Estructura de la corteza cerebral.Organización intrínseca y análisis comparativo del neocórtex. F. Valverde. REV NEUROL 2002; 34 (8): 758-780 El devenir histórico de la glándula pineal:II. De sede del alma a órgano neuroendocrino Francisco López-Muñoz, Fernando Marín, Cecilio Álamo. RevNeurol 2010; 50 (2): 117125 Qué es la teoría de la mente?J. Tirapu-Ustárroz a, G. Pérez-Sayes a, M. Erekatxo-Bilbao a, C. Pelegrín-Valero. REV NEUROL 2007; 44 (8): 479-489 Orígenes del lenguaje: un análisis desde la perspectiva de las afasias. A. Ardila. REV NEUROL 2006; 43 (11): 690-698 Endocrinología evolutiva: una asignatura pendiente Carles Zafón. EndocrinolNutr. 2012;59(1):62-68 La evolución del sueño: las aves en la encrucijada entre mamíferos y reptiles C. Garau, S. Aparicio, R.V. Rial, S. Esteban. REV NEUROL 2005; 40 (7): 423-430.

Bibliografía sugerida Solomon. E, Berg. L, Martin. D.(2008). Biología. Octava ed. McGrawHill.México Raven.P, (1992). Biología de las plantas. Reverté. España. Hill.R, Wise.G.(2006). Fisiología Animal. Panamericana. México

Bibliografía complementaria Audesirk. T. el. Al. (2008) Biología, La vida en la Tierra. (8a Ed.) México. Prentice Hall. Heldt. H. (2011). Plant Biochemistry.4thEditión.Elsevier. USA

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