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Fisiología animal. Principios fundamentales

Autor: Pearson Educación
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10/10 (1 opiniýn) |1602 alumnos|Fecha publicaciýn: 24/05/2010
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Capýtulo 7:

 Fisiología animal. Ciencia pura o aplicada. Modelo: August Krogh

La fisiología animal puede ser una ciencia pura o aplicada

Finalmente, se pueden subdividir las disciplinas fisiológicas en función del objetivo fundamental de la investigación. La investigación de un fisiólogo aplicado está encaminada a conseguir un objetivo específico y práctico. Por ejemplo, los fisiólogos estudian ciertos animales por su importancia económica. Así, la medicina veterinaria cuenta con la investigación fisiológica para mejorar la salud de los animales de campo y los animales de compañía. De la misma manera, gran parte de la investigación fisiológica está encaminada a entender el cuerpo humano. Aunque el objetivo fundamental de la fisiología médica es entender la enfermedad humana, gran parte de la investigación médica utiliza animales como modelos para entender los procesos fisiológicos básicos con la esperanza de que los resultados sean extensibles a los humanos (véase la Caja 1.1).

Un médico fisiólogo utiliza animales para entender la condición humana, pero un fisiólogo comparativo estudia los animales con el objetivo de entender la naturaleza y los orígenes de la diversidad fisiológica. La fisiología comparada animal se construye a partir de la diversidad fisiológica, a la vez que busca unificar conceptos.


Caja 1.1 Métodos y modelos de sistemas

Los modelos de August Krogh en fisiología animal

Una especie modelo es un organismo que es estudiado por una gran comunidad de investigadores porque (1) tiene rasgos que favorecen la experimentación y (2) entender el proceso en el modelo aporta la perspectiva de cómo funciona el proceso en otras especies de interés. Cada especie modelo ha sido elegida porque demuestra una combinación de rasgos que hacen que sea adecuada para algunos estudios, pero no para todos. Esta técnica de utilizar una especie modelo con rasgos favorables para el estudio científico es conocida como el principio de August Krogh: Para cada problema biológico siempre hay un organismo en el que es más conveniente estudiarlo.

La importancia de las especies específicas modelo cambia a través del tiempo, a medida que avanza la tecnología y se expanden las bases de datos genéticas. Un animal que en el pasado era difícil de estudiar puede ser hoy mucho más fácil de estudiar. Por ejemplo, desde que la tecnología del ratón transgénico es accesible, los ratones son ahora modelos más útiles en la fisiología del desarrollo.

El conocimiento obtenido de las especies modelo es solamente útil en cuanto la información es relevante para otras especies. Lo más común era que el modelo fuera elegido por su paralelismo con la biología humana. Aunque los principales modelos animales son bastante diferentes en apariencia, gran parte de la maquinaria genética y estructural que subyace al desarrollo es similar entre los animales. Los primeros modelos del desarrollo embrionario son similares en la mayoría de los modelos de vertebrados, tales como el pez cebra, los pollos, los ratones y los humanos. Sin embargo, siempre existen preocupaciones sobre la distancia filogenética entre los diferentes modelos. Por esta razón, cada taxón tiene una o dos especies que se han erigido como modelo.

Algunos animales son modelos útiles porque tienen rasgos anatómicos poco comunes. Quizás el ejemplo más famoso de estos modelos es el axón del calamar gigante. Los calamares son animales relativamente simples que tienen axones suficientemente grandes para que puedan verse fácilmente y estén preparados para ser manipulados. Los ovocitos de la rana africana (Xenopus laevis) son modelos muy útiles para la expresión de proteínas externas. Los ovocitos de Xenopus son grandes, de modo que los científicos pueden introducir fácilmente ARN externo por microinyección. Los ovocitos después traducen y procesan las proteínas. Por ejemplo, la microinyección de ARN que codifica para proteínas de membrana hace que el ovocito traduzca la proteína y se inserte en la membrana donde sus propiedades funcionales pueden ser valoradas.

Muchos animales son modelos útiles para el estudio de la biología del desarrollo. Los nematodos son animales pequeños compuestos por solamente unos pocos miles de células. El desarrollo desde un huevo fertilizado hasta el adulto ha sido estudiado hasta el punto de haber mapeado el destino de cada célula. Los investigadores pueden microinyectar sustancias en una célula elegida en un estadio específico del desarrollo, sabiendo que una célula específica se dividirá y se diferenciará en un tejido específico u órgano. Los peces cebra son modelos útiles porque el embrión crece rápidamente y permanece transparente durante gran parte de las primeras etapas de su desarrollo. Esto permite a los investigadores el seguimiento de cambios celulares complejos en los animales vivos. Estos estudios se ayudan con la transfección de genes que codifican para proteínas fluorescentes que pueden ser monitorizadas más fácilmente.

Un factor importante que determina la utilidad de las especies modelo es la facilidad con la que se pueden modificar los genes. La capacidad para generar mutaciones que conducen la ganancia o la pérdida de la función permite a los fisiólogos examinar la importancia de los rasgos estructurales. Durante muchos años las mutaciones al azar eran la única manera de generar mutantes. En ese periodo se utilizaron invertebrados y pequeños peces, lo que permitió llevar a cabo proyectos de mapeo a gran escala para identificar mutantes interesantes. Más recientemente, las aproximaciones genéticas hacia la fisiología han sido facilitadas por dos tendencias. En primer lugar, la proliferación de técnicas de mutagénesis dirigida facilita el trabajo con animales de tiempos generacionales largos, ya que el mapeo a gran escala no es necesario. En segundo lugar, hay un rápido crecimiento del número de especies de las que tenemos información genética. Los modelos resultan mucho mejores para los estudios genéticos cuando se conoce su genoma completo.

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