Desarrollo de tejidos animales

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Desarrollo de tejidos animales

Cultivo de tejidos animales

El desarrollo de un óvulo fecundado hasta convertirse en un niño recién nacido requiere una media de 41 rondas de mitosis (\(2^{41} = 2,2 \times 10^{12}\)). Durante este periodo, las células producidas por la mitosis entran en diferentes vías de diferenciación; algunas se convierten en células sanguíneas, otras en células musculares, etc. En el animal vertebrado hay más de 100 tipos de células diferenciadas visiblemente distinguibles. Éstas se organizan en tejidos y los tejidos en órganos. Los grupos de órganos conforman los distintos sistemas -digestivo, excretor, etc.- del cuerpo (figura (índice de página 1) y tabla (índice de página 1)).

El número real de tipos de células diferenciadas es seguramente mucho mayor que 100. Todos los linfocitos, por ejemplo, se parecen pero en realidad representan una variedad de tipos funcionales diferentes, por ejemplo, células B, células T de varios subconjuntos. Las neuronas del sistema nervioso central deben existir en un millar o más de tipos funcionales diferentes, cada uno de los cuales representa el resultado de una vía particular de diferenciación. En esta página se ofrece una breve introducción a los principales tipos de tejidos animales.

Requisitos para el cultivo de células animales

Las fuerzas mecánicas dan forma a los tejidos biológicos. Son los efectores de los programas de desarrollo que orquestan la morfogénesis. Se han dedicado muchos esfuerzos a comprender los procesos morfogenéticos en términos mecánicos. En esta revisión, nos centramos en la interacción entre la mecánica de los tejidos y el crecimiento. En primer lugar, describimos cómo la mecánica tisular afecta al crecimiento, al influir en la orientación de las divisiones celulares y en las vías de señalización que controlan la tasa de aumento de volumen y proliferación. A continuación, abordamos cómo el estado mecánico de un tejido se ve afectado por los patrones de crecimiento. Las interacciones directas e inversas entre el crecimiento y la mecánica deben investigarse de forma integradora si queremos entender cómo crecen y se modelan los tejidos. Para ilustrar este punto, describimos ejemplos en los que la homeostasis del crecimiento se consigue mediante mecanismos de retroalimentación que utilizan fuerzas mecánicas.

Aplicación del cultivo de células animales

Los tejidos de los animales multicelulares y complejos son de cuatro tipos principales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Recordemos que los tejidos son grupos de células similares que realizan funciones relacionadas. Estos tejidos se combinan para formar órganos -como la piel o el riñón- que tienen funciones específicas y especializadas dentro del cuerpo. Los órganos se organizan en sistemas de órganos para realizar funciones; algunos ejemplos son el sistema circulatorio, que está formado por el corazón y los vasos sanguíneos, y el sistema digestivo, que consta de varios órganos, como el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas. Los sistemas de órganos se unen para crear un organismo completo.

Como organismos multicelulares, los animales se diferencian de las plantas y los hongos porque sus células no tienen paredes celulares, sus células pueden estar incrustadas en una matriz extracelular (como el hueso, la piel o el tejido conectivo) y sus células tienen estructuras únicas para la comunicación intercelular (como las uniones en hendidura). Además, los animales poseen tejidos únicos, ausentes en hongos y plantas, que permiten la coordinación (tejido nervioso) de la motilidad (tejido muscular). Los animales también se caracterizan por poseer tejidos conectivos especializados que proporcionan soporte estructural a las células y los órganos. Este tejido conectivo constituye el entorno extracelular de las células y está formado por materiales orgánicos e inorgánicos. En los vertebrados, el tejido óseo es un tipo de tejido conectivo que sostiene toda la estructura del cuerpo. Los complejos cuerpos y actividades de los vertebrados exigen este tipo de tejidos de soporte. Los tejidos epiteliales cubren, revisten, protegen y secretan. Los tejidos epiteliales incluyen la epidermis del tegumento, el revestimiento del tubo digestivo y la tráquea, y constituyen los conductos del hígado y las glándulas de los animales avanzados.

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La organización y la integración funcional son características de los organismos multicelulares que los distinguen de las meras asociaciones de células. Algunos organismos, como las amebas sociales (por ejemplo, Dictyostelium discoideum) (Bonner, 2009) y algunos de los holozoos, un clado que incluye especies animales y no animales (Sebé-Pedrós et al., 2017), presentan fases del ciclo vital tanto unicelulares como multicelulares con una pequeña gama de tipos celulares diferenciados. Pero, es en los animales o Metazoos, con hasta cientos de tipos celulares que constituyen tejidos multifuncionales y fenotípicamente plásticos, donde la organización e integración son más prominentes. Esta revisión se centrará en este grupo y en las propiedades biológicas que lo distinguen de sus parientes más cercanos, los holozoos no metazoos.

Siguiendo esta línea de pensamiento, Keijzer y Arnellos (2017) han cuestionado si la autonomía de tipo animal puede ser explicada por sí misma por los relatos seleccionistas y adaptacionistas y sugieren que podría no serlo. Lo que se requiere es un tipo de organización, característico de los cuerpos y órganos animales, que distinga a los metazoos de otros organismos multicelulares como las plantas y los hongos, y también de las poblaciones unicelulares que fueron sus ancestros directos, algunos de los cuales tienen formas existentes con etapas multicelulares. En su prólogo al volumen de Moreno y Mossio, Cliff Hooker problematiza el tipo de organización que se encuentra en su forma más intensa en los animales: