Motilidad

Capacidad de moverse utilizando energía metabólica.

La motilidad es la capacidad de un organismo de moverse de forma independiente utilizando energía metabólica. Este concepto biológico abarca el movimiento en distintos niveles, desde organismos completos hasta células y componentes subcelulares.

La motilidad se observa en animales, microorganismos e incluso en algunas estructuras vegetales y desempeña un papel crucial en actividades como la búsqueda de alimento, la reproducción y las funciones celulares. Está determinada genéticamente, pero puede verse influida por factores ambientales.

En los organismos multicelulares, la motilidad se ve facilitada por sistemas como el nervioso y el musculoesquelético , mientras que a nivel celular, intervienen mecanismos como el movimiento ameboide y la propulsión flagelar. Estos movimientos celulares pueden ser dirigidos por estímulos externos, un fenómeno conocido como taxis. Algunos ejemplos son la quimiotaxis (movimiento a lo largo de gradientes químicos) y la fototaxis (movimiento en respuesta a la luz).

La motilidad también incluye procesos fisiológicos como los movimientos gastrointestinales y el peristaltismo. Comprender la motilidad es importante en biología, medicina y ecología, ya que afecta a procesos que van desde el comportamiento bacteriano hasta la dinámica de los ecosistemas.

Definiciones

La motilidad, la capacidad de un organismo para moverse de forma independiente, utilizando energía metabólica, ^[2]^[3] puede contrastarse con la sesilidad , el estado de los organismos que no poseen un medio de autolocomoción y normalmente son inmóviles. La motilidad se diferencia de la movilidad , la capacidad de un objeto de moverse.

El término vagilidad significa una forma de vida que puede moverse, pero sólo pasivamente; los organismos sésiles, incluidas las plantas y los hongos, a menudo tienen partes vagiles, como frutas, semillas o esporas, que pueden dispersarse por otros agentes como el viento, el agua u otros organismos. ^[4]

La motilidad está determinada genéticamente , ^[5] pero puede verse afectada por factores ambientales como las toxinas . El sistema nervioso y el sistema musculoesquelético proporcionan la mayor parte de la motilidad de los mamíferos. ^[6]^[7]^[8]

Además de la locomoción animal , la mayoría de los animales son móviles, aunque algunos son vagiles, descritos como de locomoción pasiva . Muchas bacterias y otros microorganismos , incluidos incluso algunos virus , ^[9] y organismos multicelulares son móviles; algunos mecanismos de flujo de fluidos en órganos y tejidos multicelulares también se consideran ejemplos de motilidad, como ocurre con la motilidad gastrointestinal . Los animales marinos móviles se denominan comúnmente de natación libre, ^[10]^[11]^[12] y los organismos móviles no parásitos se denominan de vida libre. ^[13]

La motilidad incluye la capacidad de un organismo para mover los alimentos a través de su tracto digestivo . Existen dos tipos de motilidad intestinal: peristalsis y segmentación . ^[14] Esta motilidad se produce por la contracción de los músculos lisos del tracto gastrointestinal que mezclan el contenido luminal con diversas secreciones (segmentación) y mueven el contenido a través del tracto digestivo desde la boca hasta el ano (peristalsis). ^[15]

Nivel celular

Los citoesqueletos eucariotas inducen a las células a moverse a través de líquidos y superficies, se dividen en nuevas células y el citoesqueleto guía el transporte de orgánulos dentro de la célula. Este video captura citoesqueletos teñidos de la sección transversal de una hoja de Arabidopsis thaliana . ^[16]

A nivel celular existen diferentes modos de movimiento:

movimiento ameboide , un movimiento similar al gateo, que también permite nadar ^[17]^[18]
filopodios , que permiten el movimiento del cono de crecimiento axonal ^[19]
Motilidad flagelar , un movimiento similar al de la natación (observado, por ejemplo, en los espermatozoides , impulsados por el latido regular de su flagelo , o en la bacteria E. coli , que nada rotando un flagelo procariota helicoidal)
movilidad de planeo
movilidad enjambre
Movilidad espasmódica , una forma de movilidad utilizada por las bacterias para arrastrarse por superficies utilizando filamentos con forma de gancho llamados pili tipo IV .

Muchas células no son móviles, por ejemplo Klebsiella pneumoniae y Shigella , o en circunstancias específicas como Yersinia pestis a 37 °C. ^{[ cita requerida ]}

Movimientos

Los acontecimientos percibidos como movimientos pueden ser dirigidos:

a lo largo de un gradiente químico (ver quimiotaxis )
a lo largo de un gradiente de temperatura (ver termotaxis )
a lo largo de un gradiente de luz (ver fototaxis )
a lo largo de una línea de campo magnético (ver magnetotaxis )
a lo largo de un campo eléctrico (ver galvanotaxis )
a lo largo de la dirección de la fuerza gravitacional (ver gravitaxis )
a lo largo de un gradiente de rigidez (ver durotaxis )
a lo largo de un gradiente de sitios de adhesión celular (ver haptotaxis )
junto con otras células o biopolímeros

Los músculos dan la capacidad para el movimiento voluntario y el movimiento involuntario como en los espasmos musculares y los reflejos . A nivel del sistema muscular , la motilidad es sinónimo de locomoción . ^[20]^[21]
La mayoría de los espermatozoides tienen un solo flagelo que los ayuda a nadar. Los revestimientos cervical , uterino y de las trompas de Falopio del sistema reproductor femenino desempeñan un papel más importante en el transporte de los espermatozoides a los óvulos .
Las velocidades récord que alcanzan los guepardos se deben en gran medida a su motilidad muscular.
Los brotes de las plantas se mueven creciendo hacia la luz. Esto se conoce como fototropismo positivo . Las raíces crecen en dirección contraria a la luz. Esto se conoce como fototropismo negativo.
Los monocitos y macrófagos del sistema inmunitario engullen a las bacterias extendiendo sus pseudópodos . Tenga en cuenta que esta caricatura no es una representación precisa de la fagocitosis .
Motilidad a nivel subcelular. Representa la traducción , un proceso molecular móvil a escala nanométrica que utiliza dinámica de proteínas .

Véase también

Migración celular

Referencias

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[12] Carey, Francis G.; Lawson, Kenneth D. (febrero de 1973). "Regulación de la temperatura en el atún rojo que nada libremente". Comparative Biochemistry and Physiology A . 44 (2): 375–392. doi :10.1016/0300-9629(73)90490-8. PMID 4145757. Se utilizó telemetría acústica para monitorear la temperatura ambiente del agua y la temperatura del tejido en el atún rojo que nada libremente ( Thunnus thynnus Linneaus [ sic ], 1758) durante períodos que van desde unas pocas horas hasta varios días.

[13] "Acerca de los parásitos". Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . Consultado el 29 de septiembre de 2020. Los protozoos son organismos unicelulares microscópicos que pueden ser de vida libre o parásitos por naturaleza.

[14] - Resumen de los trastornos de la motilidad intestinal en eMedicine

[15] Wildmarier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Fisiología humana de Vander: los mecanismos de la función corporal (14.ª ed.) . Nueva York, NY: McGraw Hill. pág. 528.

[16] Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Juian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2008). "16". Biología molecular de la célula (5.ª ed.). Nueva York: Garland Science. pág. 965. ISBN 978-0-8153-4106-2Para que las células funcionen correctamente, deben organizarse en el espacio e interactuar mecánicamente con su entorno... Las células eucariotas han desarrollado... el citoesqueleto... separa los cromosomas en la mitosis y luego divide la célula en división en dos... impulsa y guía el tráfico intracelular de orgánulos... permite que células como los espermatozoides naden y que otras, como los fibroblastos y los glóbulos blancos, se desplacen por las superficies. Presenta una amplia gama de movimientos

[17] Van Haastert, Peter JM (2011). "Las células ameboides utilizan protuberancias para caminar, deslizarse y nadar". PLOS ONE . 6 (11): e27532. Bibcode :2011PLoSO...627532V. doi : 10.1371/journal.pone.0027532 . PMC 3212573 . PMID 22096590.

[18] Bae, AJ; Bodenschatz, E. (2010). "Sobre la natación de las amebas de Dictyostelium". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 107 (44): E165–6. arXiv : 1008.3709 . Bibcode :2010PNAS..107E.165B. doi : 10.1073/pnas.1011900107 . PMC 2973909 . PMID 20921382.

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[20] Parsons, Richard (2009). "Unidad 5 Sección 1". Biología de nivel A2: guía de revisión: junta examinadora: Edexcel . Broughton-in-Furness: Coordination Group Publications. pág. 50. ISBN 978-1-84762-264-8El músculo esquelético es el tipo de músculo que se utiliza para moverse , por ejemplo, el bíceps y el tríceps mueven el antebrazo . Los músculos esqueléticos están unidos a los huesos mediante tendones. Los ligamentos unen los huesos con otros huesos para mantenerlos unidos. Los músculos esqueléticos se contraen y se relajan para mover los huesos en una articulación.

[21] Vannini, Vanio; Jolly, Richard T.; Pogliani, Giuliano (1994). El nuevo atlas del cuerpo humano: una guía a todo color sobre la estructura del cuerpo . Londres: Chancellor Press. p. 25. ISBN 978-1-85152-984-1La masa muscular no sólo se relaciona con la locomoción, sino que también ayuda a la circulación de la sangre y protege y confina los órganos viscerales. También proporciona el principal componente que moldea la forma humana.