Movimiento y Protección

Movimiento
Animales pueden ser estacionarios y tener
partes móviles, o ser móviles
Cómo se mueven los animales?
Cómo sobrellevan la fricción y la gravedad en
sus medios ambientes?
Cuáles estructuras de soporte/protectivas son
requeridas?
Qué estilos de transporte hay:
en agua
sobre la tierra
en el aire
Todos requieren de mucha energía
Natación es la mas eficiente
Grandes animales son mas eficientes, en
términos del peso corporal
Natación
Fricción es un gran problema en el agua
Gravedad no lo es (mientras el animal flote)
Algunos animales tienen cuerpo fusiforme
Otros tiene apéndices para ayudarlos durante
la natación
Locomoción sobre la tierra
Caminar, correr, saltar
Apéndices
Músculos
Balance
arrastrarse (fricción, no gravedad)
Cómo se encuentran dispuestos los músculos?
Vuelo
Elevación + impulso > peso + arrastre
Diseño del ala
Peso
Mecanismos de movimiento
Protozoarios
movimiento ameboide : red de
actina-myosina (microfilamentos)
proteínas de adesión
(observado en células de animales
complejos que se mueven de la
misma manera
movimiento ciliar/flagelar (microtúbulos)
modelo del filamento corredizo?
Animales multicelulares → músculos
Músculo trabajan contra el esqueleto
Tres tipos principales de esqueletos
hidrostático
exoesqueleto
endoesqueleto
Esqueleto hidrostático
Compartimiento lleno de fluido
cnidarios, gusanos planos, nematodos,
anélidos
Animales con cavidades del cuerpo verdaderas
presentan peristalsis (músculos circulares
y longitudinales)
Animales más sencillos presentan músculos
longitudinales
Exoesqueleto
Depositado sobre la superficie del animal
moluscos, artrópodos
(Mayoría) moluscos forma una concha que
incrementa en tamaño
Artrópodos tienen una cutícula secretada por
la epidermis (complejo proteína quitina)
Mas grueso en áreas protegidas, delgada en
articulaciones
Animales deben mudar periódicamente
Ventajas del exoesqueleto?
Puede soportar mas peso, pero animales son
lo suficientemente pequeños para no
colapsar por el peso del exoesqueelto
Endoesqueleto
Formado dentro del cuerpo
Compuesto por hueso y cartílago
Hueso es depósito para calcio y fósforo
En vertebrados amniota, también lugar para la
formación de células sanguíneas
Cartílago
Notocordio sirve como estructura para dar rigidez
en protocordados y larvas en vertebrados
y embriones
Células grandes rodeadas por tejido elástico y
fibroso
Remplazado por la columna espinal
Esqueleto cartilaginoso observado en peces
sin mandíbulas y elasmobranquios
(tiburones, rayas)
Otros vertebrados tienen esqueletos óseo rodeado
con cartílago
(Recubierto con cartílago y hueso durante el
desarrollo)
Cartílago hialino mas común
Algunos invertebrados (ej., moluscos) tienen tejido
similar al cartílago
Funciones del hueso (esqueleto)
Sostén y protección
Formación células sanguinas
Almacenamiento mineral (especialmente calcio)
Sitio para unión de los músculos→movimiento
del cuerpo
Hueso compacto
osteocitos con lacunae
dispuesto en círculos concéntricos llamados
lamelas
Esto rodea un canal central; complejo llamado
sistema Haversia
Canaliculi conecta osteocitos a un canal central
Desarrollo prenatal
esqueleto en su mayoría cartilaginoso
Células cartilaginosas y osteoblastos inician
depósito de minerales
Adultos continuamente rompen y reparan hueso
Osteoclastos remueven células dañadas y liberan
calcio en la sangre
Osteoblastos remueven calcio de la sangre y
producen una nueva matriz. Ellas llegan a
ser atrapadas →osteoclastos
Esqueleto Axial
Cráneo (cráneo y huesos faciales)
Hueso hioideo (fijar la lengua y músculos
asociado con tragar)
columna vertebral (vértebra y discos)
caja torácica (costillas y esternón)
Esqueleto Apendicular
cintura pectoral (clavículas y escapula)
miembros superiores (brazos)
cintura pélvica (huesos coxales,
sacrum, coxis)
extremidades inferiores (patas)
Articulaciones
Huesos inmóviles suturados por tejido
conectivo: cráneo
Ligeramente móviles conectadas por
fibrocartilago o cartílago hialino:
vértebras, articulación costilla/esternón,
sinfisis pubica
Totalmente móvil – separado por ligamentosmantiene los huesos juntos ,tendones
- músculo alinedo a hueso por
membrana sinovial
Esqueleto y otros sistemas
Piel sintetiza vitamina D la cuál incrementa la
absorción de calcio
Esqueleto almacena calcio para la contracción
muscular, estimulación nerviosa,
formación de coágulos sanguíneos
sitio de formación de las células sanguíneas
Nivel de calcio regulado por
hormona paratiroidea y calcitonina
riñones (pueden ayudar a proveer vitamina D)
sistema digestiva (puede liberar calcio en la
sangre)
Vertebrados pueden tener diferentes tipos de
esqueleto dependiendo de su tamaño y
necesidades
Variaciones en:
vertebrados
numero de costillas
usualmente apéndices pares
cintura (pélvica, pectoral)
modificaciones de miembros pentadactilo
Postura
Animales grandes llevan a lo largo del eje del
hueso, ej., postura mas derecha
Animales pequeños llevan peso a lo largo del
eje transversal del hueso; postura más
agachada
Movimiento: músculo se mueve contra el
esqueleto
Músculo esquelético esta unido al hueso
por los tendones (huesos son unidos a
otros por ligamentos)
Músculos son unidos en pares opuestos
(cuando se contraen, el otro se relaja)
Cómo el músculo se contrae (esquelético)?
el modelo de filamento corredizo esta
basado en observaciones bajo el
microscopio del músculo.
Papel critico del Calcio en la contracción
muscular
Calcio debe unirse a la actina de manera que
los sitios de unión de la miosina se exponen
Regulación por secuestro del calcio por el
reticulo sarcoplasmatico de la célula
“Sarco” prefijo se refiere a las células
musculares
Contracción del músculo es gradual
Potenciales de acción pueden ser sumados ;
muchas células se contraen
Músculos esqueleticos son inervados por
unidades motoras (una neurona puede
estimular muchas fibras musculares)
Una sola neurona motora somatica puede
producir un axon con muchas ramas
terminales.
Cada una estimula una fibra muscular distinta.
Unidad motora- una motoneurona y la fibra
muscular que inerva
Control de la contracción de los músculos
Esqueléticos
número de fibras estimuladas
tamaño del músculo
número de unidades motoras
tamaño de la unidad motora
cuantas veces la fibra es estimulada
(sumación)
largo del músculo a la hora de la contracción
(mas reposo; mas puentes cruzados
puede formar)
Requerimientos energéticos de los músculos
esqueléticos
En reposo, más energía es obtenida del los
ácidos grasos
Ejercicio: glucógeno y glucosa son usadas
ATP es usado para: movimiento para puentes
cruzados bombeando calcio en el
retículo sarcoplasmático
(ej., por contracción y relajación
Fosforilación oxidativa (O2-dependiente)
sangre
respiración profunda
mioglobina
Glucólisis
glicógeno
fatiga: agotamiento del glicógeno
acumulación de ácido láctico
Creatina fosfato- primera fuente
No todos los músculos tienen la misma velocidad
de contracción
Contracción lenta; grandes cantidades de
mioglobina y suplemento de sangre
espalda y pies (en humanos)
Contracción rápida- pocos capilares y menos
globulina – actividad anaeróbica (glicólisis)
tiende a estar en mayor cantidad en brazos
Fibras Intermedias- con gran capacidad oxidativa.
Resistencia a la fatiga
Músculo liso y cardiaco
Cardiaco- estriado
células musculares pueden producir
impulsos y contraerse simultáneamente
inervación autonómica
Músculo liso
A menudo ordenado en forma circular
Sin sarcomeros, gran cantidad de actina.
Miosina dispuesta de manera que se
forman puentes a lo largo
Músculos pueden contraerse cuando se encojen
Musculosa lisos capaces de graduar la
despolarización
Contracciones son mas lentas y sostenidas
que el músculo esquelético. Pueden
trabajar mas eficientemente
(no necesita tanto ATP)
Células musculares en otros animales
Músculos de artrópodos son similares a los
músculos de vertebrados
Músculos del vuelo pueden accionar como
músculos autonomicos
Integumento- Barrera protectora
piel y estructuras asociadas con ella
Protección de que?
daño
infección
perdida de fluido
incapacidad para regular la temperatura
del cuerpo
Receptores sensoriales
Puede tener funciones excretorias y respiratorias
Secreciones juegan un papel en la atracción
sexual y otras clases de señalizaciones
Integumento en invertebrados
Protozoarios- membrana plasmática o película
Otros invertebrados- epidermis; cutícula
puede secretar mucus
Epidermis de moluscos tiene glándulas que
carbonato de calcio para la concha
Integumento en artrópodos también sirve como
esqueleto
Cutícula en artrópodo en larvas y microcrustáceos
es flexible y suave
Endurecimiento por calcificación en langostas
O esclerotización (complejo proteína-quitina) que
es fuerte pero liviana
Muda: células de la epidermis se dividen y
secretan enzimas que digieren la cutícula ;
materiales son reabsorbidos
Nueva cuticula es producida y endurecida
Integumento en vertebrados y derivados
Epidermis y dermis forma capas externas
de la epidermis se origina piel, plumas,
uñas y cascos
capas externas son queratinizadas
(escama de reptiles y aves)
dermis contiene estructuras de soporte
tales como capilares y terminaciones
nerviosas, estructuras óseas como
(escamas en peces, cocodrilos, caparazón
en tortugas)
Coloración
Usualmente producido por pigmentos
Puede ser producido por estructuras de tejidos
que pueden reflejar y absorber luz
(color estructural : muchos insectos,
aves y unos pocos peces)
Algunos animales son iridiscente; cambio color
depende del angulo que se observe.
Pigmentos mas comunes
Melaninas (esp. en mamíferos), carotenoides,etc.
iridioforos- plateado metalico
omocromos y pteridinas
Melanina ayuda a proteger de la radiación
ultravioleta