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CATEDRA DE FUNDAMENTOS DE PRODUCCIÓN ANIMAL II ASIGNATURA ANATOMÍA FISIOLÓGICA ANIMAL CALENDARIO DE TEORIAS - PERIODO LECTIVO I-2009 Semana Etapa Teóricas-Prácticas Responsable Evaluaciones Ponderación (%) PC # 1 10 PC # 2 10 IM/LP/JL Informe 20 IM, LP Etapa I 60 PC # 1 10 LP, IM, JL Informe 20 IM,LP Etapa II 70 1 CELULA IM 2 TEJIDO IM TEJIDO LP SISTEMA LOCOMOTOR LP 5 SISTEMA RESPIRATORIO IM 6 SISTEMA CIRCULATORIO IM 7 INTEGRACIÓN FISIOLÓGICA DE LOS SISTEMAS VITALES 8 EXAMEN ETAPA I 3 4 I (30%) 8 SISTEMA NEUROENDOCRINO IM SISTEMA NEUROENDOCRINO IM 10 SIST. DIGESTIVO NO RUMIANTES LP 11 SIST. DIGESTIVO RUMIANTES LP 12 PRACTICA DE DIGESTIVO 13 EXAMEN ETAPA II 13 APARATATO REPRODUCTIVO HEMBRA JL APARATO REPRODUCTIVO MACHO JL GLÁNDULA MAMARIA LP 9 14 15 II (30%) III (40%) 16 ENTREGA Y PRESENTACION DE SEMINARIOS 17 EXAMEN ETAPA III 18 RECUPERACIÓN I, II, III LP; IM, JL JL 40 ETAPA III 60 Normativas de la Asignatura • Es obligatoria la asistencia al 75 % de las actividades teóricasprácticas. • No se aceptan recuperaciones práctica salvo justificativos avalados por OBE y entregados tres (3) días hábiles después de la falta. • Los exámenes de las etapas se realizaran los Viernes de 1:00 a 3:00 pm una semana después de culminada la etapa. • Cualquier petición o solicitud debe ser por escrito al Coordinador de la Asignatura y será considerada exclusivamente en las reuniones los días lunes a las 11:00 am. • Todas las etapas conservaran las notas de la evaluación practica, es decir, NO TIENE RECUPERACION. RESPONSABILIDAD DE LOS GRUPOS PRACTICOS PROFESOR SECCION DIA Isamery Machado (IM) 01 Martes 9:00 am a 12:00 m Julio Landinez (JL) 02 Miércoles 9:00 am a 12:00 m Julio Landinez (JL) 03 Jueves 9:00 am a 12:00 m Livia Pinto (LP) 04 Viernes 9:00 am a 12:00 m Coordinador de la Asignatura: Profesora Isamery Machado (IM) ANATOMÍA FISIOLÓGICA ANIMAL Anatomía Fisiología Ciencia que describe la forma y estructura de los organismos en general Estudio de las funciones integradas del cuerpo y de las funciones de todas sus partes, incluyendo los procesos biofísicos y bioquímicos implicados ¿Cómo saber de un organismo? Reconocer la importancia del estudio sistémico de la Anatomía Animal DIVISIONES O RAMAS ESPECIALIZADAS DE LA ANATOMÍA .Descriptiva o macroscópica: Formas y relaciones de los órganos y tejidos Aparato reproductor de la vaca .Microscópica o histología Folículo ovárico Aparato reproductor del toro Túbulos seminíferos DIVISIONES O RAMAS ESPECIALIZADAS DE LA ANATOMÍA .Comparada: Estructura de varios animales con fines de clasificación. Homologías y analogías. Aparato reproductor de la vaca Aparato reproductor de la cerda Aparato reproductor del toro Aparato reproductor del verraco .Topográfica: Estructura arquitectónica de los animales. . Sistemática . Anatomía Fisiológica . Aplicada . Especial TEMA 1. LA CÉLULA ANIMAL OBJETIVO: • Describir la estructura y ultraestructura celular, su importancia y las propiedades fisiológicas que la caracterizan. Descubrimiento de la célula En 1590 los hermanos Hans y Zacarías Hanssen (Holanda), conectaron dos lentes mediante un tubo, creando el primer microscopio. Galileo (1564-1642, Italia). Microscopio compuesto (dos lentes montadas en cada extremo de un tubo hueco) con el que observó insectos. Descubrimiento de la célula Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar este término. Microscopio de R. Hooke (30X) Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio Descubrimiento de la célula Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos. Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek Descubrimiento de la célula Para el siglo XIX, los microscopios se habían mejorado mucho y se habían podido estudiar estructuras nunca antes vistas en las células. En 1833, el Botánico Robert Brown (17731858, Escocia), descubrió que las células de las hojas de orquídeas tenían una estructura central (ahora llamada núcleo). Pocos años más tarde (1840) se usó la palabra protoplasma (Purkinje) para referirse al material viviente del interior de las células. Descubrimiento de la célula En 1938, el Botánico Matías Schleiden (Alemán), propuso la hipótesis de que todas las plantas están formadas por células. En 1939, el Zoólogo Teodoro Schwann (Alemán), propuso que los animales están formados por células y, que los procesos de vida ocurren dentro de las células. Formularon la “Teoría Celular” “Las porciones elementales de los tejidos están formadas de células de manera análoga, aunque con distinciones considerables; de este modo puede afirmarse un principio universal del desarrollo de las porciones elementales de los organismos, a pesar de que éstos sean muy dispares. Este principio es la formación de células”. TEORÍA CELULAR MODERNA • Todo en los seres vivos están formados por células o por productos de su secreción. Unidad anatómica. • Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato controladas por sustancias que ellas secretan. Unidad fisiológica de la vida. • Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie y para su transmisión a las siguientes generaciones celulares. Todas las células proceden de células preexistentes. Unidad genética. CONCEPTO ACTUAL DE CÉLULA La célula es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes físicos y químicos necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y reproducción. Funciones Celulares Inespecíficas Metabolismo . Anabolismo . Catabolismo Recambio Metabólico . Absorción . Excreción . Secreción . Regulación de transporte Específicas Mitosis Meiosis Crecimiento Diferenciación CELULAS SEGÚN SU COMPLEJIDAD ESTRUCTURAL Tipos de células eucariotas Célula eucariota animal Célula eucariota vegetal Recuerda: que la célula vegetal se caracteriza por: • Tener una pared celular además de membrana •Presenta cloroplastos, responsables de la fotosíntesis •Carece de centriolos. NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA Grupo de órganos que desempeñan funciones similares Grupo anatómicamente diferenciado de tejidos, que desempeñan funciones específicas Individuo Sistema Aparato Órgano Tejido Célula Biología Molecular PROPIEDADES FISIOLÓGICAS DE LA CÉLULA ANIMAL . Irritabilidad: Reacción a los estímulos. Dirección del impulso nervioso . Conductibilidad: Miofibrilla Músculo esquelético . Contractibilidad: Proteínas contráctiles COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CÉLULA ANIMAL Agua 85% .Libre: Disponible para el metabolismo . Ligada: Superficie de proteínas Ácidos nucleicos Minerales 1,5% .Sales ionizables .Unidas a moléculas (T3, Hg, ADP) .Mantenimiento pH y presión osmótica Nucleótidos Proteínas 10% .Membranas Carbohidratos 1,0% Lípidos 2,0% .Enzimas . Hormonas .Genes .Alta tasa de renovación .Energía metabolismo inmediato .Desoxirribosa (ADN) .Ribosa (ARN) .Membranas .Vitaminas .Hormonas .Reserva energética Aminoácidos Azúcares simples Ácidos grasos Stevens y Lowe, 1995 CÉLULAS ANIMALES SEGÚN SU FUNCIÓN Grupo celular Epitelial De sostén Contráctil Nerviosa Germinal Sanguínea Inmunitaria Secretora Hormonas Ejemplo Revestimiento de intestino y vasos sanguíneos, cubierta cutánea Tejido fibroso de sostén, cartílago y hueso Músculo Cerebro Espermatozoides y óvulos Eritrocitos y leucocitos circulantes Tejidos linfoides (nódulos y bazo) Tiroides y adrenales Función Barrera, absorción, secreción Organizar y mantener la estructura del organismo Movimiento Comunicación celular directa Reproducción Transporte de oxígeno, defensa Defensa Comunicación celular indirecta Características Fuerte adhesión intercelular por uniones celulares Producen materiales de la matriz extracelular e interaccionan con ellos Proteínas filamentosas responsable de la contracción Secretan mensajero s químicos sobre la superficie de otras células Mitad de la dotación cromosómica normal Proteínas fijadoras de oxígeno y proteínas que destruyen bacterias Reconocen y destruyen material extraño Secretan mensajeros químicos Stevens y Lowe, 1995 CÉLULAS ANIMALES SEGÚN SU FUNCIÓN Los Bastoncillos Los Neutrófilos Los Espermatozoides Las Neuronas Los Eritrocitos o glóbulos rojos Los Osteocitos El Óvulo CARACTERÍSTICAS COMUNES DE LAS CÉLULAS Ribosoma Libre Membrana Cromatina Nuclear Nucleolo Citoplasma Retículo Endoplasmático (RE) Lisosomas Microtúbulos Aparato de Golgi Microfilamentos Membrana Celular Mitocondrias Vacuolas Peroxisomas Cilios Centríolos CARACTERÍSTICAS COMUNES DE LAS CÉLULAS - Membrana externa o plasmalema - Citoplasma: Desde la memb. plasmática hasta la nuclear - Citosol - Citoesqueleto: - Microfilamentos: Estabilizar la forma de la célula - Microtúbulos: Vías por donde se mueven los materiales dentro de la célula - Organelas: Órganos celulares especializados en la realización de procesos bioquímicos: - Inclusiones: Depósitos metabólicos inertes de nutrientes y/o productos celulares acumulados Stevens y Lowe, 1995; Gartner y Hiatt, 1997; Fawcett y Jensh, 2001 Funciones de las Organelas - Núcleo: ADN - Mitocondrias: Generadoras de energía - Retículo endoplásmico: Biosíntesis de proteínas y lípidos - Aparato de Golgi: Procesamiento de productos - Vesículas: Almacenes provisionales de materiales y transporte - Lisosomas: Digestión de macromoléculas (enzimas hidrolíticas) - Peroxisomas: Metabolismo de ácidos grasos ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR Glucoproteína Glucolípido Glucolípido Bicapa lipídica Espacio intercelular Proteína de canal transmembrana Proteína de membrana superficial Proteína de membrana interna Filamento del citoesqueleto Proteína transmembrana Componentes: 60% proteínas, 40% fosfolípidos y glúcocidos. MEMBRANA PLASMÁTICA Tres capas Externa e interna: Proteica Intermedia: Capa bimolecualr de fosfolípidos Presenta extremos hidrófilos o polares (en la superficie externa e interna), dirigidos hacia las capas de proteína y, cadenas hidrófobas o extremos no polares, proyectadas hacia la parte media de la bicapa. Poros Cavéolos: Invaginaciones de la membrana, cercanas a las vesículas de fijación (vesículas pinocitóticas) Proyecciones: Bordes estriados (bordes de cepillo) Estereocilios (sin movimiento); cilios móviles Microvellosidades FUNCIONES DE LA MENBRANA - Limita a la célula del medio que la rodea - Controlan el paso y/o movimiento de sustancias (difusión de iones y gases, trasporte activo) - Transferencia de información (funciones enzimáticas; receptores de hormonas) - Interacción celular (reconocimiento y cohesión con células similares) - Locus para las funciones bioquímicas - Transducción de energía - Fuerza mecánica - Movimiento y secreción celular - Aislantes eléctricos - Conductores de impulso nervioso Representación esquemática tridimensional del modelo de mosaico fluido de la membrana celular Gartner y Hiatt, 1997 Mecanismos de transporte Transporte pasivo A favor de un gradiente de concentración: agua, O2, CO2, esteroides, vitaminas liposolubles, urea, Na+, K+, HCO3, Ca++, glucosa. Gartner y Hiatt, 1997 OSMOSIS: Transporte pasivo Isotónica Hipertónica Hipotónica Mecanismos de transporte Transporte activo En contra de un gradiente de concentración: Bomba de H+, bomba Na+/K+ Glucosa, aminoácidos. ATP Gartner y Hiatt, 1997 Mecanismos de transporte Exocitosis Endocitosis Espacio extracelular Bicapa lipídica de la membrana celular Proteínas fusogénicas Citosol Invaginación Vesícula Vesícula (endosoma) Adhesión Fusión Aposición Adhesión Fusión Stevens y Lowe, 1998 Exocitosis y endocitosis NÚCLEO Limitado por una membrana Contiene ADN en forma de cromatina Nucléolo- Producción de ribosomas Movimientos de sustancias Envoltura nuclear: . Consta de dos (2) membranas paralelas separadas por un espacio llamado cisterna perinuclear. . La membrana externa a menudo se continúa con la de elementos tubulares que se ramifican por el citoplasma (retículo endoplásmico) . Poros nucleares: Vías de comunicación entre el nucleoplasma y el citoplasma Fawcett y Jensh, 2001 Gartner y Hiatt, 1997 NÚCLEO (continuación) • Lamina Nuclear . Contribuye a la forma y estabilidad estructural del núcleo . Consiste en una malla continua de finos filamentos (polimeros de polipéptidos) • Matriz nuclear • Nucleolo Matriz Nuclear a) Heterocromatina (parte condensable y teñible) . Constituida por una cadena de partículas de proteínas básicas (nucleosomas). . Los nucleosomas están envueltos en forma helicoidal, por una cadena de ADN. . Cada nucleosoma es un octómero de cuatro (4) histonas (H2A; H2B, H3 Y b) Eucromatina (porción dispersa) . Se desenrollan durante la transcripción para exponer las secuencias de nucleótidos del ADN. . Transcripción: Proceso de síntesis de ARN sobre un segmento de ADN que sirve como molde. c) Cromosomas: Formado por cromatina. Tiene forma de bastoncitos . Fawcett y Jensh, 2001 CROMOSOMA CICLO CELULAR Las células que no se dividen, como las neuronas, dejan el ciclo para entrar en fase G0. Otras, como los linfocitos, pueden volver al ciclo celular Mitosis G0 La célula se prepara para la mitosis Interfase G2 Célula aumenta de tamaño y de contenido y, replica su material genético G1 Se sintetiza ARN Se restaura el volumen celular Se restablecen los nucléolos El genoma se duplica S MITOSIS: Cada célula hija resultante de la mitosis es idéntica a la célula que le dio origen y poseen un número (2n) de cromosomas MEIOSIS Gartner y Hiatt, 1997 MEIOSIS Meiosis I Reducción Meiosis II División RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Vesículas de transporte del ER liso en ruta hacia el aparato de Golgi Retículo endoplásmico rugoso: . Presencia de gránulos de ribosomas . Síntesis de proteína ER liso ER rugoso Retículo endoplásmico liso: . Abundante en las células de las glándulas adrenales, ovario y testículo (síntesis hormonal). . En el hígado participan en la degradación de sustancias tóxicas Cisternas del Ribosomas Cisternas . En el músculo: Se denomina ER rugosos del ER liso retículo sarcoplásmico. Almacena y libera calcio durante la RELACIÓN ENTRE EL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO Y EL RUGOSO contracción muscular. Transcripción del ADN en ARN mensajero Gartner y Hiatt, 1997 Representación esquemática de los acontecimientos nucleares en la formación de ribosomas Transcripción ARNr Subunidades ribosómicas Inmaduras compuestas por ARNr y proteínas ribosómicas Las Subunidades se combinan sobre el ARNm para convertirse en ribosomas funcionales APARATO DE GOLGI APARATO DE GOLGI • Sucesión de sacos membranosos cerca del núcleo • Compuesto de una o más pilas de cisternas de superficie lisa sin continuidad con las del retículo endoplásmico liso • Curvadas (lado convexo hacia el retículo y el cóncavo hacia el núcleo) • La luz de una cisterna es estrecha en casi toda la longitud, pero es ligeramente ensanchada hacia los extremos, lugar donde se encuentran las vesículas. Funciones . Activación de sustancias . Secretora (muy desarrollado en las células glandulares) . Empaquetamiento: Cada proteína formada es clasificada y empaquetada en vesículas distintas y son distribuidas según su destino . Transporte . Contracción muscular RELACIÓN ENTRE EL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Y EL APARATO DE GOLGI Espacio extracelular Endocitosis Cara de salida del aparato de Golgi (cara trans) Apilamentos del aparato de Golgi Cara de entrada del aparato de Golgi (cara cis) Vesículas de transporte del aparato de Golgi Aparato de Golgi Vesículas de transporte del retículo endoplásmico ER liso Ribosomas ER rugoso Espacio Perinuclear Núcleo Citosol MITOCONDRIAS • • • Membrana externa Membrana externa lisa Membrana interna que conforma pliegues variables (cretas mitocondriales) Espacio intermembranal Dentro de ellas se hallan las enzimas relacionadas con las oxidaciones que ocurren en el Ciclo de Krebs, por lo tanto, con el sitio de producción y acumulación de energía (ADP a ATP) Membrana externa Gartner y Hiatt, 1997 Espacio intermembranal Membrana interna Nutrición celular El metabolismo celular: Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse. La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias. FUNCIONES MITOCONDRIALES Funciones de las enzimas asociadas Síntesis de lípidos Metabolismo de los ácidos grasos Cadena respiratoria, producción de ATP Ciclo de ATC Fosforilación de nucleótidos (ADP—ATP) Sitio donde ocurre Membrana externa Membrana interna Matriz Espacio intermembrana Stevens y Lowe, 1998 Microtúbulos . Citoesqueleto . Transporte de sustancias hacia la periferia . Forman el huso microtubular . Constituyen los componentes móviles Microfilamentos . Citoesqueleto . Movimiento y estabilización de la membrana . Cito adherencia Centríolos . Organizan la red citoplamática . Organizan el desarrollo de cilios móviles Esquema de los elementos del citoesqueleto y el centríolo Gartner y Hiatt, 1997 La semana que viene tenemos Quiz! La cromatina duplicada se condensa para formar cromosomas hermanos paralelos. El nucléolo desaparece. El centríolo se duplica para formar dos centros organizadores de microtúbulos que se sitúan en polos opuestos de la célula, el huso mitótico. La membrana nuclear se disgrega para formar vesículas, permitiendo que los microtúbulos del huso interaccionen con los cromosomas. Los cromosomas se condensan al máximo y se alinean a nivel del ecuador del huso mitótico. Cada cromátida se orienta paralela al ecuador y los microtúbulos del huso se insertan en su cinetocoro, y suelen orientarse a manera de rayos en el huso nuclear. Las cromátidas hermanas se separan y empiezan a migrar hacia los polos opuestos del huso mitótico. Durante la Anafase tardía empieza a formarse un repliegue de segmentación a nivel del plasmalema, que indica la región en que la célula se dividirá. Cada juego de cromosoma lleva a su polo respectivo. Las laminas nucleares se encuentran desfosforiladas, y se reconstituye la envoltura nuclear. Los cromosomas se desarrollan y se organizan en la heterocromatina y la eurocromatina de la célula en la interefase. El surco de segmentación se profundiza hasta que sólo conectan a las dos células hijas el llamado medio cuerpo. MITOSIS Cada célula hija resultante de la mitosis es idéntica a la célula que le dio origen y poseen un número diploide (2n) de cromosomas RETÍCULO ENDOPLÁSMICO (cont). Síntesis de proteína . Inicia en el citoplasma, con el enlace de un ribosoma libre a una secuencia señal en el extremo 5´ de una molécula de ARNm. . Traducida la secuencia, una partícula de reconocimiento de señal se enlaza al ribosoma. . El ribosoma se une a un receptor en la membrana del retículo endoplásmico. . El ribosoma se desplaza por la molécula de ARNm y lee, en cada serie sucesiva de tres nucleótidos (codones), las instrucciones que determinan la secuencia de ensamblaje de los aminoácidos que formarán la proteína. . Cada aminoácido es llevado al sitio de ensamblaje en el ribosoma por un ARNt específico para ese aminoácido. . La molécula de ARNt reconoce el sitio complementario apropiado en la molécula de ARNm y se une a él. . Este aminoácido es insertado a continuación en la naciente cadena de polipéptidos, y el ARNt es liberado. . El ribosoma se desplaza entonces hasta el siguiente codón y repite el proceso, con la inserción de un aminoácido tras otro. . Cuando todo los ribosomas han llegado al final del mensajero, la síntesis proteica está terminada. . Las moléculas sintetizadas se acumulan en la luz del retículo. Son luego incluidas en pequeñas vesículas de transporte y son transportadas al Aparato de Golgi. Reproducción celular En las células eucariotas se produce la división por un proceso llamado “mitosis”: 1º en la profase : el ADN se encuentra en forma de cromosomas, la membrana del núcleo se deshace y los centriolos se han duplicado. 2º en la metafase: se forma el huso mitótico, filamentos a los que se unen los cromosomas. 3º en la anafase: las dos mitades de cada cromosoma (cromátidas) se separan hacia polos opuestos de la célula. 4º en la telofase: desaparece el huso y se forman las dos nuevas membranas nucleares. La célula se divide en dos células hijas.