Organos-del-techo-del-diencefalo-en-Ambystoma-Mexicanum--Desarrollo-y-estructura-histologica

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE 
MÉXICO 
FACULTAD DE CIENCIAS 
ÓRGANOS DEL TECHO DEL 
DIENCÉFALO EN Ambystoma mexicanum: 
DESARROLLO y ESTRUCTURA 
HISTOLÓGICA 
T E S 1 S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
BIÓLOGA 
PRESENTA 
IRIS ROSARIO CAMACHO ESPINOZA 
DIRECTORA DE TESIS: 
DRA. PATRICIA RIVAS MANZANO 
2007 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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1. Datos del alumno. 
Apellido paterno: Camacho 
Apellido materno: Espinoza 
Nombre(s): Iris Rosario 
Teléfono: 57 73 64 78 
Universidad: Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad o escuela: Facultad de Ciencias 
Carrera: Biología 
No. de cuenta: 40106401-8 
2. Datos del tutor. 
Grado: Dra 
Apellido paterno: Rivas 
Apellido materno: Manzano 
Nombre(s): Patricia 
3. Datos del sinodal 1. 
Grado: Dr 
Apellido paterno: Miranda 
Apellido materno: Anaya 
Nombre(s): Manuel 
4. Datos del sinodal 2. 
Grado: Dra 
Apellido paterno: Ortiz 
Apellido materno: Hernández 
Nombre(s): Rosario 
5. Datos del sinodal 3. 
Grado: MenC 
Apellido paterno: Palomino 
Apellido materno: Garibay 
Nombre(s): Miguel Ángel 
6. Datos del sinodal 4. 
Grado: M en C 
Apellido paterno: Mejía 
Apellido materno: Roa 
Nombre(s): Víctor Antonio 
7. Datos del trabajo escrito. 
Título: Órganos del techo del diencéfalo en Ambystoma mexicanum: Desarrollo y 
estructura histológica. 
No. de páginas: 149 p. 
Año: 2007 
~ 
Indice general 
Resumen 3 
1. Generalidades 7 
1.1. Origen y morfología del complejo pineal . 7 
1.2. F\mdones de 1<1 glándul<1 pinC<11 . 17 
1.3. Caracterización de la melatonina 22 
1.4. Marcadores moleculares de estructuras fotosensibles .. 27 
1.5. El complejo pineal de anfibios . . . . . . . . . . . . . 31 
1.5.1. Origen, estructura e histología del complejo pineal . 31 
1.5.2. Funciones del eomple.io pinea! y de la mclatonina en anfihios 35 
1.6. El complejo pineal de Ambystoma mexicanum . . . . . . . 42 
1.6.1. Características generales de Ambystoma mexicanum 42 
1.6.2. Cerebro y glándula pineal de urodelos. Modelo general. 45 
2. Justificación y Objetivos 51 
1 
ÍNDICE GENERAL 
2.1. Justificación 
2.2. Objetivos . 
2.2.1. Objetivo General 
2.2.2. Objetivos particulares 
2.2.3. Hipótesis. . ..... . 
3. Material y métodos 
3.1. Material ..... 
3.1.1. Obtención de los organismos 
:~.2. l\Iétodo 
4. Resultados 
2 
4.l. Formación de primordios 
4.1.1. Embriones. . . . 
4.2. Serie de desarrollo del primero, segundo y tercer primordios en embriones 
4.3. Inicio de la Histodiferenciación ....................... . 
4.3.1. Prelarvas (de 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27; 30, 45 Y 60 días post eclosión) 
4.4. Histodiferenciación de los tres órganos en prelarvas 
4.4.1. Primer órgano . 
4.4.2. Segundo órgano 
4.4.3. Tercer órgano . 
4.5. Histodiferenciación y maduración de los órganos del techo del prosencéfalo en larvas 
tempranas-intermedias, tardías y adultos 
4.5.1. Larvas tempranas-intermedias .. 
51 
54 
54 
54 
55 
57 
58 
58 
67 
69 
69 
69 
74 
81 
81 
84 
84 
85 
89 
91 
92 
'" 
4.5.2. Larvas tardías . . . 
4.5.3. Adultos neoténicos 
4.6. Desarrollo del primer órgano. 
4.6.1. Larvas tempranas-intermedias 
4.6.2. Larvas tardías . 
4.6.3. Adultos . . . . 
4.7. Desarrollo del segundo órgano 
4.7.1. Larvas tempranas-intermedias 
4.7.2. Lcu:vas tardías . 
4.7.3. Adulto ..... 
4.8. Desarrollo del tercer órgano 
4.8.1. Larvas tempranas-intermedias 
4.8.2. Larvas tardías . 
4.8.3. Adultos . . . . 
5. Discusión 
6. Conclusiones 
Apéndice A 
Apéndice B 
Apéndice e 
Bibliografía 
ÍNDICE GENERAL 
94 
95 
96 
96 
97 
99 
101 
101 
103 
104 
105 
105 
109 
112 
121 
131 
133 
135 
140 
142 
3 
ÍNDICE GENERAL 
4 
1
" \ 
Capítulo 1 
Generalidades 
1.1. Origen y morfología del complejo pineal 
Los órganos pineal y parapineal, este último también llamado frontal o paridal, generalrnellte 
forman un complejo que constituye un caracter de distribución universal en los cerebros de ver-
tebrados inferiores (i.e. peces, anfibios, reptiles) y superiores (i.e. aves, mamíferos) \ además de 
un fuerte marcador de identificación en la evolución de los invertebrados hasta llegar a los ver-
tebrados, por lo cual adquiere valor filogenético. Tanto el órgano pineal como el parapineal son 
filogenéticamente viejos, apareciendo en algunos tetrápodos del Silúrico y del Devónico [3]. Existe 
una aparente homogeneidad histológica, morfológica y funcional del complejo entre los vertebra-
dos, sin emharp;o, la misma evolllción ha marcado la tendencia qlle cada orp;anismo ha segllido, 
dando por resultado todas las posibles formas del complejo que se conocen actualmente [4]' [5]. 
Por tal razón, dependiendo de la especie, se podrán encontrar una o ambas estructuras del com-
plejo. En la mayoría de los vertebrados inferiores es posible encontrar ambos órganos, no siendo 
1 Véase Apéndice A 
7 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
así en los vertebrados superiores en los cuales uno de los dos órganos está ausente o sumamente 
reducido tanto morfológica como fisiológicamente (Figura 1.1). 
Figura 1.1: Diagrama de la sección sagital del cerebro de un vertebrado inferior: 1, plexo coroideo; 
2, paráfisis; 3, velo t.ransverso; 4, saco dorsal; 5, epífisis u órgano pineal; ti, ojo parietal u órgano 
parapineal; 7, órgano subcomisural; 8, fibra de Rcissner [3]. 
Los órganos del complejo pineal se conocen colectivament.e junto con ot.ras est.ructuras de ori-
gen veutrkular como órganos drcunventriculares. Los órganos drcuuvcntriculares sou pequeñas 
invaginaciones, embolsamientos o áreas de especialización vascular que se encuentran haciendo 1" 
frontera con los espacios ventriculares en la línea media del cerebro y poseen caract.erísticas mor-
fológicas y endócrinas que las distinguen del resto del sistema nervioso, poseen alta densidad de 
capilares y de permeabilidad. Esto puede deberse a las diferentes demandas metabólicas de los 
tejidos cerebrales. El conocimiento de los mismos es escaso con excepción de los componentes 
pineales e hipofisiarios y el plexo coroideo. En general, los órganos circunventriculares se asocian 
con varias funciones desde las más simples, tales como mant.enimiento de la homeostasis hasta 
procesos más complejos corno las fundones cognitivas. De las propuestas más conocidas eH este 
sentido, están el mantenimiento del balance del fluido corporal, presión sanguínea, temperatura, 
respiración, balance energético, mediación de la respuesta inmune, modulación del dolor, ritmos 
biológicos, reproducción, conductas parentales, lactancia, crecimiento, sueño, despertar y la aten-
ción. La mayoría de estas funciones ha sido probada experimentalmente con uno o más sistemas 
8 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
neuroendocrinos asociados [6]. Algunos órganos circunventriculares tienen una proximidad física 
que hace suponer existe una relación funcional directa entre los mismos [5]. 
El diencéfalo es un área del cerebro que surge durante la embriogénesis de los vertebrados. 
El epitelio neural anterior experimenta subdivisiones morfológicas que generan estructuras de as-
pecto vesicular conocidas como prosencéfalo o cerebro anterior, mesencéfalo o cerebro medio y 
rombencéfalo o cerebro posterior. El prosencéfalo se divide dando lugar al telencéfalo y diencéfalo.El telencéfalo origina la corte7.a cerebral, el ganglio ba...,al y el hipocampo mientras que el di encéfalo 
se desarrolla en el tálamo, epitálamo y pretecturn en el cerebro maduro (el estatus del hipótalarno 
como parte de la estructura del diencéfalo permanece en controversia). De este modo, el telellcéfalo 
y el diencéfalo son los primordios embrionarios de los mayores centros de cognición e integración 
en el cerebro. Aunque estas dos regiones del cerebro anterior están funcionalmente ligadas, su 
organización estructural es distinta [7]. 
El diencéfalo posee una combinación de características de las zonas sensitivas, intermedias y 
motoras del cerebro, por lo cual se le considera como un sector transicional del cerebro. Cabe 
mencionar que la retina y el nervio óptico son partes integrales del diencéfalo. La retina per se es 
más que un simple receptor. debido a que contiene un elaborado aparato para el análisis y sÍutesis 
de excitaciones visuales. Los tejidos involucrados en la constitución del diencéfalo están tan es-
trechamente vinculados que anatómicamente es imposible precisar subdivisiones topográficas, por 
lo cual éstas son arbitrarias [8]. 
En ocasiones en la literatura es común encontrar el término paráfisis como referencia a un 
componente del complejo pineal o usado para denotar un órgano separado que no forma parte 
del complejo. Lo que se sabe hasta el momento es que la paráfisis es un órgano circunventricular 
que representa una evap;inadón tubular en forma de saco, del mismo tipo que el plexo coroideo, 
9 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
el saco vascular y el saco dorsal. Filogenéticamente, este órgano está bien desarrollado en reptiles 
y anfibios, alcanzando su máximo desarrollo en urodelos; está ausente o es rudimentario en peces 
y aves adultos, así como en mamíferos, localizándose en el hombre durante un corto periodo del 
desarrollo ontogenético (el embrionario) [5J. Puesto que en urodelos está mejor desarrollado, en 
estudios en los mismos, dicho órgano aparece con un aspecto glandular tubular ramificado, cuya 
abertura conduce al III ventrículo, uno de sus contenidos celulares es positivo a la prueba de PAS 
2; dicho contenido podría ser glucógeno, el cual se descarga hacia ellíqnido cerebroespinal [10]. En 
estudios llevados a cabo ellla paráfisis de Ambystoma mexicanum por Kappers (1950) se describe 
corno Ulla estructura comparable al plexo coroideo formada por diversos túbulos collstituidos por 
epitelio cúbico simple y en estrecha asociación con vasos sanguíneos, este autor hace hincapié en 
una alta vascularización del órgano que se desarrolla sincrónicamente con el mismo. Para Kappers, 
la vascularización probablemente se relaciona con la función del órgano [11 J. 
Algunos estudios han determinado que la paráfisis es de origen telencefálico y no diencefálico, 
de modo tal que no es un derivado pineal y no existe evidencia que la relacione estructural o 
funcionalmente con el complejo pineal; este aspecto permanece en controversia [5J. Con base en 
los estudios de Kappers antes mencionados, éste la sitúa COInO Ulla estructura que se comunica 
libremente con los ventrículos telencéfalicos, la parte más rostral del III ventrículo; es decir, dicha 
estructura es de origen telencefálico [11 J. 
En el caso de algunas especies, la estructura básica de la paráfisis indica que se desarrolla como 
un epitelio de aspecto cúbico a columnar el cual es metabólicamente activo (por su alto contenido 
de mitocondrias). De manera general, el epitelio presenta microvellosidades, mostrando un pare-
2 Reacción de áciuo peryódico-Schiff. Es un método de tinción que evidencia varios elementos celulares corno 
glucógeno, almidón, celulosa, mucinas, coloide de la tiroides, cartílago, quitina, retículo y fibrina (rosa o púrpura) [9]. 
10 
,ti" 
\ 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
cido morfológico con aquello:> epitelio:> útile:> en el tran:>porte de ione:> y/o fluido:> (por ejemplo, 
el epitelio de los túbulos del riñón). Varias han sido las consideraciones hacia este órgano, en 
algún momento se le consideró como un órgano sensitivo poco desarrollado, posteriormente se es-
peculó que podría ser un órgano que fue sensitivo a la vibración, presión y sonido. Otras hipótesis 
sugieren que el epitelio de la paráfisis produce una porción del fluido cerebroespinal en cooperación 
con el plexo coroideo y secreta glucógeno, participa en la homeostasis iónica y osmótica del flu-
ido cerebroespinal y regula el flnjo de iones Ca2+ hada dicho fluido [10], [12]. En este sentido, 
Kappers realizó alguno:> e:>tudio:>3 sobre la función de la panifi:>i:> de Ambystoma mexicanum y 
ob:>ervó evidencia:> de :>ecreción en el lumen de este órgano, a:>irni:>IIlo, ob:>ervó cambio:> notable:> 
en las células del epitelio de la paráfisis las cuales mostraron mayor número de vacuolas, pérdida 
notable de citoplasma e incluso del núcleo completo. Estas evidencias manifiestan que la paráfisis 
es una glándula de secreción parcialmente merocrina u holocrina [11]. 
El complejo pineal y de manera particular el órgano pineal (o glándula pineal) sigue un patrón 
de desarrollo embrionario común en todos los vertebrados, originándose del techo del diencéfalo, a 
pa,rtir de la línea media, entre la, mmisura, habenula,r que se desarrolla a,nteriormente y la, mmisura, 
po:>terior y el órgano subcolIlisural posteriormente. 
Una vez que el órgano pineal se desarrolla, su cavidad está en franca comunicación con el ter-
cer ventrículo cerebra14 y tiene abundante suministro sanguíneo desde la arteria carótida. De la 
3Kappers inyectó tinta china y piloearpina intraventricularmente a los organismos, posteriormente los decapitó. 
La paráfisis de los organismos respondió a la piloearpina mediante la aparición de vaeuolas intra e intercelulares, 
aunque la respuesta a la droga depelldía de factores más biell descollocitlos. No hubo respuesta a la tinta chilla 
debido a que el epitelio de la paráfisis no mostró actividad fagocítica [11J. 
4Esta comunicación deriva dd propio origen dd órgano pillea!. Una característica común eIl todos los órganos 
pineales es el desarrollo de diferentes tipos celulares a partir de una matriz de células ependimarias propias del 
11 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
misma región se origina un segundo órgano denominado como órgano parapineal en lampreas y 
peces, como órgano frontal en anfibios y órgano parietal en reptiles. Dicho órgano se deriva del 
primordio pineal como un embolsamiento del mismo (órgano frontal, y algunos órganos parietales) 
o del primordio parapineal, de manera independiente (la mayoría de los órganos parietales, y los 
órganos parapineales) [13J. El órgano frontal (en anuros) se localiza bajo la piel entre los ojos 
laterales; el ojo parietal (en lagartijas) se localiza dentro de un foramen parietal, o bien, debajo 
de los huesos parietales del cráneo. Ambos tipos de órganos poseen células fotorreceptoras bien 
dcsarrolladas y cn posición favorablc para la pcrccpción dc pulsos luminosos. En el caso del órgano 
parapineal (en teleósteos), éste suele encontrarse en la vecindad del tallo pineal pero su posición 
no es constante, ya que se le puede encontrar en posición rostral, lateral o caudal [3J. En cuanto al 
origen de dichos órganos secundarios, el órgano frontal de anuros se deriva de un primordio pineal 
común y el ojo parietal de las lagartijas se derivan de un primordio parapineal independiente del 
techo del diencéfalo. Generalmente el órgano pineal queda en posición intracraneal y el segundo 
órgano, como suplemento, extracranealmente [5J. 
La estructura general del complejo pineal es en forma de saco o cono y se organiza tisularmente 
cn t:apas. formando un parénquima pillcal mmpucsto dc células fotolTcccptoras (casi el 75 % total 
del órgano) o fotorreceptores, células de soporte o gliales y neuronas en la base. Entre ellas existe 
una lámina fibrosa con complejos sinápticos [14], [15]. 
Existendos tipos de fotorreceptores: los retinales y los extrarretinales, esta última denominación 
se refiere a los fotorreceptores pineales. Los fotorreceptores retinales presentan tal especialización 
que reciben radiación directa y continua mediando la orientación en el espacio, mientras que los 
tercer veutrículo, además tal cOlllunicació11 110 se asocia aparelltelIlente con 11illgulla filllCióll esencial del propio 
órgano [3J. 
12 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
extrarretinales se encargan de percibir los cambios en la intensidad lumínica mediando de esta 
manera la orientación en el tiempo. En animales que no necesitan orientación visual en el espacio, . 
los fotorreceptores retina1es frecuentemente degeneran mientras que los extrarretinales encargados 
de controlar el ritmo endógeno son menos afectados [16]. 
Las células fotorreceptoras extrarretinales muestran distintos estados de diferenciación con base 
en patrones evolutivos y las condiciones ambientales (particularmente las lumínicas) en las que se 
desarrolle cada organismo (por ejemplo, algunos animales son mas activos durante el día y otros 
durante la Hoche) [ü], y tienen gran parecido IllorfológÍ<.:o a los fotorreceptores retinales particular-
mellte a los conos; se les considera por lo tanto, células fotorreceptoras extraretinales derivadas del 
sistema nervioso. Los fotorreceptores muestran una organización clásica polarizada y segmentada 
que consiste de un segmento externo (el polo fotorreceptivo), un segmento interno, un soma celular 
y un proceso sináptico (el polo neurotransmisor) [17]. 
A partir de criterios estructurales particulares los fotorreceptores extrarretinales se clasifican 
en: fotorreceptores pineales verdaderos (con sensibilidad directa a la luz), fotorreceptores pineales 
modificados (percepción de estímulos luminosos) y pinealocitos sensu stricto (sin sensibilidad a 
luz). Los fotorreceptores pueden tener pigmentos y utilizar neurotransmisores como mensajeros, 
transducen información luminosa en señales, demostrándose esto por la presencia de moléculas 
involucradas en la fototransducción que se localizan de manera común en la retina (i.e. opsina, 
vitamina A, la subunidad o: de la transducina y arrestina)(Figura 1.2). El órgano pineal recibe 
varios tipos de inervación5 , esto dependerá de la clase de vertebrados: inervación central a partir 
de dos tipos de proyecciones: proyecciones pinealofuga1es que se originan de neuronas intrapinea1es 
5Modo de distrilmcióll anatómica y fullciollal de los llervios que permite la transmisión de UlI impulso nervioso 
a una región del organismo [1]. 
13 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
o de pinealocitos y proyecciones pinealopetales originándose de áreas del sistema nervioso central 
(SXC), inervación simpatética o noradrenérgica (importante para la biosÍntesis de melatonina y 
el fenotipo del órgano pineal), inervación parasimpatética o adrenérgica (poco se sabe de ella, se 
relaciona con los mamíferos) e inervación peptidérgica (papel funcional poco conocido) [4], [15J. 
Durante el curso de la evolución, los fotorreceptores típicos se reemplazan paulatinamente 
por morlific.arlos y luego por pinealodtos sensu stricto. Esta variadón y reempla7:o es una muestra 
de la pronunciada flexibilidad y plasticidad del complejo. Se acepta de manera general que estas 
modificaciones obedecen a que el control directo por la luz es el común denominador en vertebrados 
inferiores, y se ha reemplazado casi por completo por uno indirecto mediado por la retina de los 
ojos laterales en vertebrados superiores [17J. 
14 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
Figura 1.2: Distintos tipos de células pineales. Fotosensibles:(1) con segmento externo regular, 
tipo cono; (2) con segmento externo, mostrando estructuras tubulares y vesiculares. (O) Célula 
de soporte. Sensitivas rudimentarias: (3) con cilio bulboso; (4) con segmento ex;terno degenerado 
mostrando fragmentos de lamelas, vesículas y membrana segregada (V); (5) con cilio bulboso y 
complejo lamelar ectópico (VV). Pinealocitos sensu estricto o secretoras: (6) propios de mamíferos; 
(X), vasos sanguíneos; (*), ti bras nerviosas autonómicas [18]. 
Una vez que se ha hecho mención de la variedad histofuncional del complejo, es conveniente 
citar algunos ejemplos de estos pronunciados cambios. Uno de los más excepcionales corresponde 
al complejo de ciertos reptiles en los cuales el órgano pineal está muy poco desarrollado, no así el 
segundo órgano cuya estructura es parecida a la de un ojo lateral, condidóu por la cual se le 
otorga el nombre de ojo parietal o tercer ojo (Figura 1.3), el cual está provisto de un lente y 
una retina [19]. En un principio, los animales primitivos probablemente utilizaban fotorreceptores 
extrarretinales antes de que los ojos laterales evolucionaran y, por alguna razón, éstos se conser-
varon actualmente en algunos grupos de animales [16]; esta hipótesis puede aplicarse al caso de la 
15 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
especialización del órgano parietal de los reptiles. 
Figura 1.3: Sección transversal del ojo parietal de Sceloporus occid'entalis. El lente y la córuea son 
transparentes. Se observa la porción pigmentada con melanina, asociada con los conos de la retina. 
En la figura se muestran: b, vasos sanguíneos; e, córuea; 1, lente; r, retina. Barra = 1 mm [20] 
En el caso de los mamíferos, el órgano pineal carece desensibilidad a la luz y funciona a partir 
de señales enviadas por la retina ocular al núcleo supraquiasmático del hipotálamo, conserva un 
papel neuroendócrino importante para el organismo; con el paso del tiempo se reemplazan los 
pinealocitos por tejido de sostén y aparecen concreciones calcáreas (arenilla cerebral). Por mucho 
tiempo se pensó que tales concreciones correspondían a la atrofia paulatina del órgano, mas no se 
ha demostrado tal suposición [4]. Estas características tan particulares del órgano en mamíferos 
probablemente se relacionen con el desarrollo del cerebro, no recibiendo suficiente cantidad de luz 
en periodos críticos de su ontogenia; la ausencia de estímulos luminosos durante un período crítico 
podría haber resultado en pérdida de la función fotorreceptora inicial [17J. 
16 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
1.2. Funciones de la glándula pineal 
El complejo pineal cumple con dos aspectos fisiológicos importantes, el sensorial y el neu-
roendócrino; no excluyéndose mutuamente. Ambas funciones se ponen de manifiesto en la diversi-
dad morfofuncional del complejo, mas aún, es posible encontrar que las funciones son más o menos 
comunes a la mayoría de los vertebrados. Como se ha descrito, el órgano pineal posee células foto-
rreceptoras que son sensibles a la luz (caracter sensorial) y transforman la señal en una respuesta 
hormonal (caracter neuroendócrino). Estas características tan particulares, lo convierten en parte 
del sistema fotoneuroel1uócüno, el cual sirve para integrar información intrínseca y extrínseca 
traduciendo un estímulo luminoso en respuestas neuroendócrinas requeridas para el control de 
funciones autonómicas6 [16], [21]. El sistema fotoneuroendócrino tiene tres componentes clave 
que son: (a) Células fotorreceptoras que perciben pulsos luminosos ambientales, (b) osciladores7 
que generan un ritmo endógeno y (c) efectores endócrinos y neuroendócrinos que reciben señales 
de osciladores endógenos y fotorreceptores, traduciéndolos en una respuesta hormonal o neuro-
hormonal [4] (Figura 4.1). Tales componentes se relacionan Íntimamente con el órgano pineal, 
derivándose de esto la función principal de éste que es la producción y secreción de compuestos 
inJólico~ y proteico~ principalmente rnelatonina [4]. 
Estos tres componentes son encontrados tanto en invertebrados como en vertebrados. Sin em-
bargo, la evolución hace notar que estos elementos se transforman de manera conspicua, mostrando 
6La termorregulación, migración, ritmos de actividad circadiana y ciclos de reproduccióndeterminados esta-
cionalmente [22J. 
7 Oscilador circadiallo: Es una estructura, órgano o sistcma capaz dc gcncrar oscilacioncs autosostcuidas por 
varios ciclos con un periodo de 24 horas sin necesidad o influencia de otra esctructura o sistema [23J. 
17 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
2 
Figura 1.4: Elementos clave del sistema fotoneuroendócrino de vertebrados: 1, células fotorrecep-
toras; 2, oscilador endógeno y 3, efector neuroendócrÍno [4]. 
una gran plasticidad adaptativa. En los vertebrados inferiores, los elementos se encuentran espa-
cialmente unidos, residiendo en el mismo sitio, o bien, en sitios interconectados. Los fotorreceptores 
residen en el órgano frontal, parietal o parapineal, el oscilador endógeno se encuentra presunta-
mente en la glándula pineal la cual produce y libera la melatonina. En los vertebrados superiores 
se da una separación espacial de dichos componentes, tal es el caso de los mamíferos. En éstos, 
los fotorreceptores residen en la retina y el oscilador endógeno en el núcleo supraquiasmático del 
hipotálruno (SeN), del mismo modo carece de fotosensibilidad y capacidad direda de generar 
oscilaciones endógenas [4]. 
La melatonina lleva a cabo diversas funciones por ser componente del sistema circadiano. Los 
animales tienen una estructura en tiempo y espacio y por lo tanto están sujetos a parámetros 
con fluctuaciones ambientales diarias, particularmente al fotoperiodo que es la condición que se 
modifica de manera regular y corresponde a un patrón cíclico de la duración, la cantidad y la 
18 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
composición espectral <le la luz ambiental 8. EH este senti<lo, hay otro patrón cíclico, éste <le pro-
ducción de melatonina que se relaciona con el fotoperiodo, presentándose los picos de producción 
de melatonina durante la noche con respecto al día; esto significa que el estímulo luminoso suprime 
la síntesis de la hormona [4]' [24]. 
El órgano pineal es un transductor fotoendócrino que produce y secreta melatonina en respues-
ta a estímulos fotoperiódicos externos o condiciones de temperatura externa, transportando tales 
estímulm; hacia el sistema circadiano [16], modulando la función del generador del ritmo endógeno 
de cada animal. 
Los ritmos9 diarios son un rasgo fundamental de todos los organismos, muchos de los cuales 
están sincronizados por el ciclo luz-obscuridad (LD), dentro de estos ritmos se encuentran los 
circadianos (circa: aproximadamente, diano: 24 horas), que son variaciones cíclicas que se asocian 
con la alternancia del ciclo LD. El periodo es de 24 horas exactas cuando está sincronizado o 
en concordancia con el movimiento rotatorio de la tierra, que es justamente el correspondiente 
al ciclo LD. Este ritmo puede presentar periodos de estabilidad y se resiste de manera relativa a 
camhiar su frecuencia ante otros estímulos. Esta estahilidad se dehe a que el periodo del ritmo no 
es consecuencia directa <le los cambios aIllbientalcs, sino que actúa de acuerdo a un mecanismo 
endógeno del organismo. Los ritmos circadianos suelen mostrar plasticidad ante la presencia del 
sincronizador externo, o zeitgeber que en la mayoría de los casos, el más común es el ciclo LD 
[25]. El ritmo se controla por medio de un reloj autónomo interno lO , lo que habla de su naturaleza 
8Día y noche ó cielo luz-obscuridad (LD) [14]. 
9Ritmos biológicos: Variaciones regulares de las funciolles biológicas ell el curso del tiempo 1251. 
lOReloj circadiano: Es una estructura o sistema capaz de transmitirle las oscilaciones al organismo y su lesión 
19 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
endógena. Este reloj es Ull sistema orgánico que genera un orden temporal en las adividades del 
organismo, además de implicar las capacidades del sistema para oscilar con un periodo regular y 
de usar tales oscilaciones como una referencia temporal interna [16]. De este modo los animales 
presentan una expresión conductual y fisiológica ordenada. 
A continuación se mencionan algunas de las funciones que se subordinan a la síntesis de mela-
tonina por el complejo pineal: 
• Es esencial en la comunicación materno-fetal en algunos mamíferos, pues la melatonina 
producida por la madre permite que el núcleo supraquiasmático (SeN) del hipotálamo se 
desarrolle, y durante la vida fetal, esta melatonina materna es la única vía por la cual el reloj 
circadiano fetal se mantiene en tono con el mundo exterior hasta que la retina es funcional 
durante la vida postnatal [4], [26]. 
• Rcgula la reproducción est.acional en mamíferos, ya que cst.a clase dc vert.ebrados poscen 
ddol:i anuales de reproducción en los cuales el fotoperiodo influye el poteudal reprodudivo. 
Por ejemplo, en el caso del hamster sirio (M esocricetus aura tus ), es evidente un ciclo, en el 
cual durante el invierno hay un periodo de latencia o fase sexualmente inactiva, en primavera 
hay una restauración endógena del sistema reproductor, en verano hay una fase sexualmente 
activa, etc. El cambio del fotoperiodo influye de manera directa en la temperatura ambien-
tal, hay cambios en la calidad y cantidad de comida, alteraciones en la densidad poblacional 
y otros factores que influyen en los animales. Es posible observar notables cambios en el 
ciclo de est.os animales mediant.e la remoción de la glándula pineal; de este modo el fot.ope-
o rcrnocióu clirnillan estos ritmos. Una vez que se reinstala este tejido por transplunte debe restituirse de igual 
manera la ritmicidad perdida por la lesión [23]. 
20 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
riodo pierde HU capacidad de influencia eH la fbiología reproductiva y el cido He altera o 
desaparece [4], [27]. 
• Sirve para tratar el jet lagll y algunos desórdenes circadianos del sueño en humanos, en 
este mso. se ha especulado sobre el posible efecto circadiano de la melatonina exógcna. 
Suministrada oralrneute en hUmaIlOH ha dado reHultados exitoHoH, ya que eleva la producción 
endógena de dicha hormona y de cortisol. Sin embargo, un rasgo crítico del uso de este método 
es el tiempo de administración, ya que la hormona puede alterar los ritmos circadianos sólo 
durante una parte restringida del ciclo circadiano [4], [26], [27]. 
• Controla el crecimiento, maduracióu Hexual, cidoH reprodudivoH. iumunidad celular y enve-
jecimiento. En este sentido, la melatonina actúa recogiendo o colectando radicales hidroxil y 
peroxillibres cuando se administra en dosis farmacológicas en condiciones in vivo e in vitro. 
El potencial antioxidante de la hormona puede tener algunas aplicaciones terapeúticas, pero 
sólo son visibles en concentraciones de melatonina de cerca de 106 veces más grande que la 
concentración fisiológica de melatonina (la cual es -<1 nM). Aún no se tiene una evaluación 
total de su potencial terapeútico. Por otro lado, modula funciones de órganos endocrinos 
como la tiroides, corte7.a ndrenal y gónadas [24], [26]. 
• En el caso de los vertebrados inferiores, participa en el control de la movilidad y la orien-
tación. En muchas ocasiones se han descrito los movimientos de los anfibios con respecto a 
las fuentes de luz natural y artificial, suele ser considerada como una característica especie-
específica en la cnalla especie puede ser "fotopositiva" o "fotonegativa", asimismo la especie 
llSínuromc UC cilmbio ue zonas horarias que aparece después ue haber realizéluo Ull viaje transmeridiano cruzando 
varias zonas horarías [25]. 
21 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
tiene una iluminación ambiental que prefiere por razones adaptativas, puede ser luz blanca, 
roja y azul. En este caso, el órgano frontal es importante en la respuesta fototáctica y la 
pigmentación adaptativa, como en el caso de los cambios en el tamaño de los melanóforos 
dérmicos dependiendo de la iluminación ambiental, alterando el color o la obscuridad de la 
piel de los anfibios [5], [28]12. 
1.3. Caracterización de la melatonina 
El órgano pineal tiene una actividad biosintética considerable, por mediode la <.:ual produ<.:e 
indolaminas y aminas como serotonina, noradrenalina e histamina, posee también todas las enzi-
mas que se requieren para su síntesis. La melatonina es una indolamina que se encuentra en altas 
cantidades en el órgano pineal y en algunos otros sitios de manera característica 13; hormona que 
tiene efecto directo en los ritmos biológicos de los vertebrados (Figura 1.5). Originalmente se des-
cubrió como una molécula aclaradora de la piel de ranas y peces con acción sobre los melanocitos, 
de ahí su nombre. Posteriormente se supo de sus síntesis y secreción por todos los vertebrados; fue 
aislada por Lemer y colaboradores, del órgano pineal de un mamífero (bovino); no hay precisión 
e11 el alio (se estima entre 1955 y 19(1). Se le considera corno un mensajero químico, indicador de 
la obscuridad [15J y es sintetizada rítmicamente por los pinealocitos del órgano pineal durante la 
12Este punto se tratará con mayor profundidad en cste mismo capítulo. 
13Ha sido detectada en los órganos pineales de vacas, ratas, corderos, gallinas y canguros. Pocas cantidades de 
mela tonina se encontraron e11 los nervios pcrifericos del hurnauo, el mono y la raua. Existe evidencia i11directa de 
su presencia en la piel de anfibios y peces [5J. 
22 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
noche, no a8Í en el día cuando cesa dicha 8Íllte8i8 14. Los pinealocitos no almacenan la melatonina 
sino que la liberan pasivamente a los capilares después de su producción en flujo continuo (secre-
ción constitutiva) [4]' [5], [24] (Figura 1.6). 
H H H O 
I I I 1I 
CH 30-(tJrC-C-N-C-CH 3 I I I 1 
~ H H 
N 
H 
Figura 1.5: Molécula de melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina) [5]. 
Su biosÍntesis se inicia con la conducción del triptófano15 desde la sangre a los pinealocitos, 
seguida por su catálisis mediada por la triptófano hidroxilasa dando por resultado 5-hidroxitriptófano. 
Este último se convierte en 5-hidroxítriptamina (serotonina) por acción de la 5-hidroxitriptófano 
descarboxilasa. El siguiente paso consiste en la formación de N-acetilserotonina por la serotonina-
N-acetiltransferasa (NAT); esto ocurre durante la noche, ya que XAT sólo se activa en la obscnri-
dad. Para finalizar, la N-acetiberotonina se convierte en mclatonina mediante la metilación por 
14Esta secreción nocturna es común entre los vertebrados, sin embargo, en algunos animales como en ciertas aves 
(por ejemplo, las palomas), hay incremento de secreción de melatonina durante el día [29]. 
15COlno la feuilalauilla y la tirosiua, el tl'iptófallo pertenece al grupo de 11lniuoácidos con grupo R aromático. Con 
cadena aromática, es relativamente no polar (o hidrofóbico) por lo cual participa en interacciones hidrofóbicas. La 
tirosiua y el triptófauo Sou más pol11l'es que la fCuila1auiua, debido al grupo hidroxilo de la tirosiua y al uitrógeuo 
del anillo indólico del triptófano. Triptófano y tirosina absorben la luz ultravioleta [30]. 
23 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
la hidroxindol-O-metiltransferasa (HIOMT) [4], [5]. 
H H 
OH- -:Y -C-C-NH CO " f 1" 2 
H H 
L-aminoácido 
aromático 
descarboxilasa 
HO - -:Y, -c-c- NH 2 (O " " I ~ I ~ t=O ...... , N , 
, OH 
H 5-hidroxitript6fano 
~ I~ H H 
~ 5-hidroxitriptamina 
H (Serotonina) 
Serotonina 
(arilalquilamina) 
N-acetiltransferasa 
H H H o , , , " 
HO -CO -C-C-N-C-CH3 
~ I~ I ~ ~ 
N 
, N-acetil-5-hidroxi-
H triptamina 
(N-acetilserotonina) 
Triptófano hidroxilasa 
Hidroxindol-O-
metiltransferasa 
H H 
, I 
(O-C-C-NH 2 ~ I ~ I ~ h=o 
~ bH 
H 
Triptófano 
H H H o 
, , I ¡¡ 
CH3-~1 I -9-9- N-C- CH3 
~wJJ H·H 
~ N-acetil-5-metoxi 
tr"ptamina 
(Melatonina) 
Figura 1.6: Pasos y enzimas involucrados en la síntesis de melatonina [4]. 
Una vez que la melatonina se sintetiza, es liberada de forma constitutiva y lleva a cabo sus fun-
ciones biológicas, se degrada o inactiva mediante dos vías: reacciones enzimáticas y no enzimáticas. 
Las primeras consisten en la hidroxiladón de la hormona en el hígado, así como la desacetilación 
y dcsalIlinaóón 16. El segundo tipo de reacciones se llevan a cabo cuando la melatonina capta 
radicales libres [29]. 
16Esto sucede en la retina del teleosteo Camssius auratus, el anfibio Xenopus laevis, la lagartija Anolis carolinensis 
y el ave Gallus domesticus [29]. 
24 
, , 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
El patrón de ~ecreción de melatouiua varía en re~pue~ta a (;ambio~ eu el fotoperiodo y tem-
peratura ambientales. Incluso en algunos casos la temperatura es más efectiva que la luz en la 
estimulación de la actividad de la HIOMT en cerebro y retina l7 , así como ante estímulos del 
SNC [5), más no depende del patrón de actividad del animal, esto es, si es de hábitos diurnos o 
nocturnos. Se ha descrito que en muchos vertebrados, la cantidad de melatonina así como la du-
ración del incremento de su secreción son más bajos en animales que son sometidos a fotoperiodos 
cortos, a diferencia de los sometidos a fotoperiodos largos18 . Ambos factores interaccionan regulan-
do de lIlanera conjunta la ~ecredóu diaria de meIatonina, afectando ~u amplitud y duración. Una 
de la~ evidenci~ de la interaccióu eutre luz y temperatura con re~pedo a la ~Ínte~i~ de rnelatonina, 
es el cambio anual de síntesis diaria de la hormona observado en animales expuestos a condiciones 
naturales. Asimismo ambos efectos ofrecen un mecanismo por el cual los estímulos pueden entrar 
de manera apropiada al sistema circadiano [21), [29). 
La melatonina no sólo se sintetiza en el órgano pineal, sino también en algunos sitios ex-
trapineales 19 Sin embargo, cabe aclarar que la contribución de dichos sitios a la cantidad de 
17En el Ca,¡jO de los anfibios, la temperatura afecta de manera directa la :;ecreción de melatonina. En Necturus 
maculo sus las concentraciones de melatonina durante el día y la noche son más bajas al mantenerlo a 5°C que en 
animales mantenidos a 15°C [29]. 
18En el caso de los reptiles la biosíntesis y secreción de melatonina es extremadamente sensitiva a la luz, no así a 
la temperatura [29]. 
19Esto se demostró mediante pinealectomía (extirpación del órgano pineal) en ciertos animales: la trucha: la 
salrunalldm tigre y la iguruli1 del desierto. Esta intcrvencióll 110 elimi11ó la presencia de rnelato11iua e11 sangre 1211, 
ésto sugirió entonces la existencia de tales sitios extrapineales. 
25 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
rnelatonina circulante e~ mínima, ya que lo~ nivele~ de la hormona en ~angre reflejan principal-
mente el aporte del órgano pineal. La síntesis extrapineal de melatonina depende también de la 
especie, este es el caso de animales para los cuales la mela tonina es totalmente indispensable para 
su organización circadiana [21]. En algunos vertebrados inferiores la síntesis puede ocurrir en los 
ojos, el órgano parapineal y las glándulas harderianas. En la mayoría de los vertebrados se han 
descrito sitios como el órgano parietal, la membrana coclear, los leucocitos mononucleares, la piel; 
sin embargo, el tracto gastrointestinal junto con la retina son de los sitios extrapineales con mayor 
actividad bio~intétka. En el trado ga~twinte~tinal en un principio se había reportado sólo en ave~ 
y marnífero~2o, posteriormente se hizo en condrosteos, teleosteos, anuros, urodelos y reptiles [31]. 
En el caso de la retina, se especula que la síntesis de melatonina por ésta precede filogenéticamente 
a su producción por el órgano pineal [29]. 
La contribución de melatonina por los sitios extrapineales es un problema que continúa de-
batiéndose. Por un lado, algunos autores expresan que el 80 % de la melatonina que circula en la 
sangre corresponde a la producida por el órgano pineal21 [24]. Sin embargo, otros autores pre-
sentan otros casos. Por ejemplo, en ranas adultas se demostró que el contenido de melatonina es 
lIlá~ grande e11 la retina que en el órgano pilleal, esto permite ~ugerir que la rnelatonina circulante 
se deriva principalmente de los ojos22 [32]. 
20La mayor cantidadde melatonina en el tracto se localiza en la membrana mucosa, donde se produce probable-
mente por las células enterocromafines mediante su precursor, serotonina [31]. 
21Se presume que este es el caso en vertebrados superiores, en los cuales la melatonina retinal contribuye muy 
poco con los niveles circulantes de melatonina [31]. 
22En algunos vertebrados inferiores la ruelatonina retinal contribuye con más de la mitad de los niveles circu-
lantes [31J. 
26 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
En otro caso, existen cálculos que indican que la cantidad de melatonina es 400 veces mayor en 
el tracto gastrointestinal de peces, anfibios y reptiles que en el órgano pineal. Datos indican que en 
mamíferos, la melatonilla del tracto gastrointestinal alcanza la circulación periférica en respuesta 
a factores nutricionales. Se presume que la vía de síntesis extrapineal de melatonilla es análoga a 
la de la pineal [31]. 
1.4. Marcadores moleculares de estructuras fotosensibles. 
La presencia de moléculas involucradas en la fototransducción o en la biosíntesis de com-
puestos indólicos se ha investigado durante muchos años. Mediante estudios inmunocitoquímicos 
y hioquímicos se ha est.udiado b localhmcÍón de t.ales moléculas en vert.ehrados t.anto inferiores 
como superiores. El complejo pineal se compone de diversos tipos de fotorreceptores (verdaderos 
o típicos, modificados y pinealocitos sensu stricto) los cuales poseen, de acuerdo a la evolución del 
complejo en el cual están contenidos, una función fotosensitiva, o bien, neuroendócrina. La retina 
de todos los vertebrados, esta típicamente formada por fotorreceptores de tipo cono y bastón, y 
otros tipos neuronales como son bipolares, horizontales, amácrinas, interplexiformes y ganglionares 
apoyadas por células de neuroglía (células de Müller); teniendo la retina una apariencia estrati-
ficada. Dicha retina posee, como se mencionó en un apartado anterior, moléculas y pigmentos 
involucrados en el proceso de fototransdllcción como opsinas, vitamina A, la suhunidad a de la 
transuudna y arrestina, actualmente denominada como antígeno S. Los conos y los Lastones de 
la retina se caracterizan por presentar un segmento externo y uno interno, el primero formándose 
por numeroso pliegues de la membrana citoplasmática en las cuales se localizan los fotopigmentos. 
Al presentar estos fotorreceptores una fuerte homología con los pineales, es posible mostar: 1) 
27 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
que las moléculas de la retina están relacionadas o 2) que S011 idénticas a las expresadas por los 
fotorreceptores pineales [4], [15]. Es conveniente hacer una breve caracterización de las moléculas 
que serán el punto principal de este apartado: 
1. Opsilla: Es la primera molécula fotorreceptiva de los fotorreceptores de vertebrados y tiene 
nmción de marcador de diferenciación celular. Se asocia con los aldehídos de la vitamina A 
y se sabe se localiza en el segmento externo de fotorreceptores retinales y pineales [33], [36]. 
La rodopsina se encuentra en esta familia y está contenida en los bastones. En la mayoría de 
los vcrtebrados es rcsponsable de la visión en condiciones de baja luminosidad, presentando 
un pico de mayor sensibilidad hacia una longitud de onda de 500 nm (luz verde azulada). 
Los conos por su parte contienen tres tipos diferentes de opsinas. U na con mayor sensibilidad 
para las longitudes de onda largas (luz roja), otra que es sensible a las longitudes de onda 
medias (luz verde) y otra con mayor sensibilidad a las longitudes de onda cortas (luz azul). 
Los conos son la base de la percepción del color [35]. 
2. Subunidad a de la transducina: Miembro de la familia de proteínas G. Una característi-
ca importante de tales proteínas es que la subunidad (3 de las mismas es similar, pero la 
a es única, esto hace posible su identificación inmunohistoquímica. Está presente sólo en 
membranas fotorreceptoras23 , es responsable de desencadenar la cascada de fototransduc-
ción [33], [36]. 
3. Antígeno S: También llamada arrestina, es una proteína altamente soluble de 48 kD que se 
localiza en el segmento externo de los bastones de la retina, originalmente encontrada en 
23Es posible encontrarla en la retina de Rana esculenta, Papio, Aotes, Bos taurus, Coturnix coturnix japonica, 
Triturus vulgaris y Petromyzon fl,uviatilis [36]. 
28 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
mamíferos. Está involucrada en la cascada de fototransduu.:ión, se ha mostrado su presencia 
en numerosas especies de vertebrados e invertebrados [36]. 
4. Serotonina: La 5-hidroxitriptamina es una de las aminas biogénicas neurotransmisoras mejor 
conocidas en el SNC. Parece estar presente en las células fotorreceptoras del complejo pineal 
donde funciona como neurohormona, por su parte, los fotorreceptores retinales no la poseen, 
en algunos casos sólo las células amacrinas suelen presentar imuunoreaccióll a serotollilla. Por 
otro lado, su distribución coincide con la de la enzima triptófano hidroxilasa (TH), la cual 
limita la velocidad de síntesis de serotonina, es una enzima muy específica que se encuentra 
únicamente en neuronas serotoninérgicas. De este modo, se puede medir indirectamente el 
nivel de síntesis de serotonina, conociendo las cantidades de TH presentes en la célula [34], 
[36]. 
En primera instancia, en el caso de los vertebrados inferiores se formularon varias hipótesis, la 
mayoría relacionadas con el aspecto puramente fotosensitivo del complejo pineal en estos ani-
males, otorgándole esta categoría y descartando una actividad biosintética al órgano. En 1979, se 
escribió al respecto: " ... las células blanco para serotonina y melatonina no han sido identificadas 
aún en vertebrados inferiores que poseen órganos sensitivos bien desarrollados, se requieren urgen-
temente estudios autorradiográficos en tales sitios receptores" [37] o " ... la cuestión de la secreción 
por lo,'l dlulo8 ,c¡en,c¡itivo8 no ha ,c¡ido re,c¡udta" [22]. 
Años después esta primera aproximación fue anulada mediante una serie de investigadones de 
caracter inmunocitoquímico en el complejo pineal de vertebrados inferiores, otorgándole al órgano 
pineal una considerable capacidad biosintética. De este modo, aún cuando el órgano pineal tiene 
una apariencia totalmente fotosensitiva, se sugería ya en ese entonces (1989) que esos mismos 
componentes fotosensitivos eran sitios de síntesis de una variedad de indo laminas , entre ellas, la 
29 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
melatonina [21J. Muchos fotorreceptores pineales verdaderos o típicos (que son los más comunes en 
vertebrados inferiores) expresan a transducina y antígeno S, en algunos casos muestran inmunore-
acción a serotonina, lo cual refuerza la hipótesis de su capacidad para sintetizar melatonina [4J. 
Las pruebas inmunocitoquímicas de uso más común son para serotonina, rodopsina, antígeno 
S y a transducina. La de serotonina sirve de manera general para demostrar que las células estu-
diadas producen dicho compuesto, mientras que la de rodopsina y antígeno S revelan propiedades 
de los fotorreceptores [34J. Estas pruebas se han realizado tanto en el complejo pineal como en la 
retina de una variedad de organismos tales como sapos, salmones, lampreas, tritones, ratas, vacas 
y seres humanos. En la mayoría de los vertebrados inferiores el órgano pineal presenta una dara 
inmunoreacción a antígeno S, serotonina (5-HT), rodopsina y a transducina 24. En el caso de las 
retinas estudiadas, la mayoría de los vertebrados exhibe inmunoreacción a a transducina, lo cual 
concuerda con que esta molécula tiene un papel esencial en la fototransducción. [361, [38J. 
La aparición de los marcadores varía de acuerdo al organismo, en algunos aparece de manera 
muy temprana durante la embriogénesis, mientras que en otros es más bien tardía, presentándose 
haRta la edoRión, el nacimient.o o alÍn, en estadioR posterioreR. Un ejemplo de est.o nos lo dRn la 
mayoría de los vertebradosinferiores en comparación con los mamíferos. Eu alb'llIlOS mamíferos, 
la aparición de estos marcadores es tardía25 , lo cual se explica por el hecho de que la pinea1 de 
mamíferos no es fotosensitiva en comparación con la de los vertebrados inferiores. En el caso de los 
24Dos ejemplos detallados de estos estudios son los realizados en Xenopus laevis [39] y Salmo salar (salmón del 
Atlántico) [38). 
25UU ejemplo claro es la rata, orgauismo eu el cual la serotouiua se expresa hasta uua semaua después del 
nacimiento, alcanzando los niveles adultos hasta las tres semana de edad [38]. 
30 
, , 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
vertebrados inferiores, tales como Salmo salar (pez) y Lace'íta vivipara (reptil) los marcadores se 
expresan durante la embriogénesis y en ocasiones: los fotorreceptores del órgano pineal muestran 
el marcaje antes que la retina. Esto da una oportunidad óptima de sobrevivencia a los organismos 
al desarrollar mucho antes un sistema de fotorrecepción diferente al de los ojos laterales [38]. 
1.5. El complejo pineal de anfibios 
1.5.1. Origen, estructura e histología del complejo pineal 
Los anfibios modernos se clasifican en una subclase llamada Lissamphibia con tres órdenes: 
Caudata o Urodela (tritones, ajolotes, salamandras), Gymnophiona o Apoda (cecilias) y Salientia 
o Anuro (ranos y sopos) [40]. En estos orgonismos, el complejo se compone del órgono pineol 
intracraneal, el tracto pineal 26 y el órgano frontal extracraneal. Sin embargo, no en todos los 
casos se constituye de la misma manera; en anuros se distingue el órgano frontal del propio órgano 
pineal [4] (Figura 1.7), no así en urodelos y ápodos. En ambos casos, el órgano pineal se desarro-
lla muy poco o rudimentariamente27 ; y se ha asumido de manera general la ausencia del órgano 
frontal [13], [41]. Más, en algunos urodelos (tritón y salamandra), existe un lóbulo parapineal de 
aparente homología con el órgano frontal localizado en el margen anterior del órgano pineal [41]. 
En Xenopus laevis,28 estudios sobre la ontogenia del complejo pineal muestran que éste empieza 
26Conecta ambas porciones (pineal y frontal) con el cerebro [41J. 
27Esto es que sus células fotorreceptoms preselltan poca orgauizacióll tisular y sus segmelltos extefllos están muy 
poco desarrollados. Tales fotorreceptores también carecen de contacto con neuronas de segundo orden [19], [211. 
28 Xenopus es uno de los anfibios más estudiados en embriología experimental, sustituyendo a la salamandra y al 
sapo; debido a que posee células embrionarias grandes y un rápido desarrollo [42J. 
31 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
a evaginan;e del techo del diencéfalo en el estadio 26 de desarrollo; en el estadio larvario 29 y 30 
se observa como una estructura grande en tamaño con un lumen prominente, éste tiene clara 
comunicación con el tercer ventrículo, posteriormente las paredes proximales y distales se fusionan 
de manera gradual adquiriendo el órgano una apariencia más sólida. El órgano frontal aparece en 
el estadio 42, por medio de una segregación del resto del saco de la parte terminal rostral. En 
" 
el estadio 44 y 46 el órgano frontal se distingue como una parte separada unida por puentes de 
parénquima al órgano pineal y experiment.a cambios posicionales hast.a el est.adio 62. locali7,ándose 
en posición rostral respecto a las meninges del cerebro y dOl'sal al septo nasal [29], [39J. 
Se sabe que el órgano pineal se encuentra en un sitio donde la fotorrecepción es menos -
favorable, sin embargo posee fotorreceptores verdaderos o típicos, células de soporte o gliales y 
neuronas (células ganglionares). Los fotorreceptores constan de un segmento externo sobresaliendo 
del lumen pineal formado por numerosos discos producto de invaginaciones basoapicales sucesivas 
de la membrana plasmática. Conectado a éste se encuentra el segmento interno; éste contiene 
mitocondrias asociadas con la resÍntesis de los foto pigmentos y con la transducción de impulsos 
nerviosos a las células ganglionares adyacentes; los fot.opigment.os en ambos segment.os se 10cali7,an 
en la superficie hi<.lrofílica interna <.le las membranas de los <.liscos [41]. Opuesto al segmento externo, 
el fotorreceptor da origen al proceso basal, éste contribuye desde el pericarion con prolongaciones 
intrapineales prominentes. Estas amplias terminales contienen vesículas sinápticas mezcladas con 
listones sinápticos29 . Por medio de estas terminales los fotorreceptores establecen sinapsis con 
neuronas intrapineales de segundo orden30 [4J o con las dendritas de las células ganglionares 
29Ver Apéndice A. 
30 Ver Apéndice A. 
32 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
próximas [22]. 
(Lóbulos de ia hipófisis) 
Figura 1.7: Esquema que muestra una sección media sagital del cerebro de rana.s (Rana), de 
izquierda a derecha, de telencéfalo a mesencéfalo. Se observa el complejo pineal y alguna.s fibras 
nerviosa.s. Las salamandras y cecilias, en cambio, no poseen órgano frontal [41]. 
Las señales sinápticas son transportada.s del órgano pineal al cerebro a través de proyecciones 
pinealofugales 31. El tracto pineal está compuesto de fibras grandes no mielinizadas y es respon-
sable de producir la respuesta acromática32 . El nervio frontal o parietal inerva el órgano frontal 
3IrOr medio del tracto pinea! y del órgano nervioso frontal o nervio parietal 111 
3
2La respuesta acromática corresponde a la señal neuronal dominante en el verdadero órgano pineal intracraneal. 
COl1siste <le Ulla inhibición <le la activi<la<l eléctrica sobre la estilIlulación con luz <le todas las longitudes de ouda 
y un incremento en la actividad eléctrica durante la obscuridad. La sensibilidad máxima es a 560-580 nm [41J. 
33 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
y se conecta con el órgano pineal por medio de fibras rnieliuizadas y 110 mielinizadas33 . Las fibras 
producen impulsos aferentes y eferentes; su número disminuye conforme el nervio se acerca al 
cerebro, algunas se extienden al tracto pineal [41]. El nervio frontal produce respuesta acromática 
y cromática34 
Con respecto a los tipos de inervación del complejo, la inervación noradrenérgica parece estar 
ausente o en mucho menor desarrollo en comparación con otros grupos de vertebrados (mamíferos 
y aves). Sohre las fihras nerviosas peptidér~icas y la inervaeión adrenérgica poco se sahe hast.a 
ahora [4J. 
Mediante histoquímica clásica, el segrnel1to externo da positivo a la prueba Sudal135 , PAS y 
fucsina aldehídica; esto sugiere una construcción de capas lipídicas alternantes con proteínas y 
polisacáridos. El segmento interno es positivo a la prueba de :v1illon36 y Sudan, esto indica la 
presencia de proteínas y lípidos; la parte que está entre el núcleo y el segmento interno contiene 
33La:,; fibra:,; mielinizada:,; conducen má:,; rápidamente lo:,; impul:,;o:,; nervio:,;o:,; y median la re:,;pue:,;ta acromática del 
órgano pineal. Las fibras no mielinizadas son de conducción más lenta y median la respuesta cromática del órgano 
frontal [18]. 
34La respuesta cromática es un rasgo típico del órgano frontal de anfibios y el ojo parietal de lagartijas, ya que 
debido a :,;u localización puede percibir luz ultravioleta. Es menos frecuente y muestra antagoniHmo cromático entre 
un mecanismo de longitud de onda corta y larga [2]. Las longitudes de onda corta que inhiben esta respuesta están 
en el Tango de 321-552 nm con un máximo de 355 nm 1111· 
35Método de tinción para grasas. Sudan IV tiñe grasa (rojo brillante); Sudan negro tiñe lípidos (negro o azul) y 
núcleos (rojo) 191. 
36Tiñe proteínas (rosa a rojo ladrillo) [9]. 
34 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
RNA Y mitoconuriatL Estos uatos sugieren un metabolismo muy uesarrollauo, esto es, la síntesis 
de melatonina [22J. 
Por su parte, el órgano frontal se constituye por tres tipos celulares descritos en la literatura 
hasta este momento: células fotorreceptoras, células gliales o de soporte y neuronas, encontrándose 
dichos elementosdistribuidos en un lumen difuso [45J. 
1.5.2. Funciones del complejo pineal y de la melatonina en anfibios 
En anfibios, son tres las funciones principales que se le atribuyen al complejo pineal: 1) reacción 
de aclaramiento de la piel al estar en la obscuridad, efecto llamado respuesta cromática primaria, 
2) inhibición de la función tiroidea y 3) inhibición de la función reproductora. En algunos anfibios 
como en el caso de la especie Rana esculenta al órgano pineal se le atribuyen funciones fotosensi-
tivas y endócrinas, mientras que al órgano frontal se le considera solamente fotosensitivo [45]. 
A peRRr de eRt.o último, hay evidenciaR de que el órp;ano front.al no sólo tiene capacidad foto-
sensitiva sino que actúa como un fotorreceptor eficaz uebiuo a que discrimina longituuei:-l de onda 
en el ultravioleta y el espectro visible [4], no presenta actividad endócrina37 ya que las células 
fotorreceptoras no poseen la maquinaria enzimática necesaria para metabolizar indolaminas, in-
cluyendo, melatonina [45J. Existen argumentos a favor de la fotorrecepción de dicho órgano, uno 
de ellos se presenta en los trabajos de Dodt y Heerd quienes mostraron que el órgano poseía una 
respuesta cromática. Al iluminarlo con luz blanca y estímulos de longitud de onda corta inhiben la 
respuesta, por el contrario, la obscuridad y la luz de longitudes de onda largas producen excitación 
de las fihras nerviosas en el tracto pineal. Oksche reali7.ó las ohservaciones pertinentes sohre la 
37En el caso de los anuros [45]. 
35 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
actividad metabólica en células ganglionares en la obscuridad y concluye en favor de la presencia 
de la respuesta cromática que plantearon Dodt y Heerd [22]. 
Aún cuando dicho órgano no sintetiza melatonina, tiene un papel importante en la integración 
de las funciones autonómicas del animal con las condiciones lumínicas ambientales [45]. En an-
fibios, la síntesis de melatonina es producto de la acción del órgano pinea!. 
El mayor efecto de la melatonina en los anfibios se observa en los patrones de pigmentación 
de la piel de los mismos, por lo cual el órgano pineal resulta de fundRJIlent.al importRJlda en es-
tos aninmles. Este órgano posee elementos fotolTeceptores que en su conjunto actúan como un 
potente agente contractor de los melanóforos38 , debido a la producción de sustancias metabólicas 
endógenas. A este respecto, Bagnara (1965) refiere: " .. la identidad del agente contractor de los 
melanóforos es desconocida, es atractivo suponer que la melatonina es la sustancia activa, sin 
embargo, este compuesto nunca ha sido encontrado en las pineales de vertebrados inferiores." En 
ese mismo trabajo también expone: " .. . la dificultad en demostrar la presencia de melatonina en la 
pineal de anfibios se debe probablemente al hecho de que muy pocas cantidades de esta sustancia 
p.8tán prp.8p.rdp.8 p.n dicho órgano, ya q71P. 80n a8imi8mo pom8 la8 mntidadp.8 dp. mdatonina qup. 8P. 
neccs-ltan para ca'usar" la contracción de los mcZanófoTOs". [47] Siguiendo esta línea, Wurtrnan y 
Axelrod (1968) refieren: " ... sólo existe evidencia indirecta de la presencia de melatonina en es-
tos animales". Esta evidencia, es provista por una serie de estudios enzimáticos en vertebrados 
inferiores; en el caso de la pineal de Rana pipiens y X. laevis fue posible identificar a la enzima 
formadora de la melatonina. Xo fue la única estructura en la cual se puso en evidencia sino también 
en la pineal de larvas de algunos peces y reptiles. Aún cuando la pineal produce melatonina, estu-
38Veáse Apéndice A. 
36 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
diol> enzimáticol> idénticol> indican que la producción de melatonina no I>e confina a el>te órgan039 , 
siendo sintetizada por otros órganos tales como el ojo y el cerebro [5]. 
En X. laevis los elementos fotorreceptores antes referidos, alcanzan su diferenciación en el es-
tadio 33/36, mientras que la aparición de los melanóforos claramente diferenciados comienza en 
el estadio 37/38 cuando algunos de estos elementos se forman en la superficie dorsal de la cabeza 
y el tronco, estos cromátoforos pueden llegar a contraerse cuando las larvas se colocan en la ob-
scuridad. Los melanóforos en esta especie son grandes, pocos. de forma simétrica y poseen nn lihre 
revestimiento de melatonina [47]. 
Hal>ta el>te momento, I>ólo I>e ha menóonado la. exil>tenóa. de fenómenol> pigrneutariol>, por lo 
cual, es conveniente describir en qué consisten los mismos. Todos los vertebrados tienen cambios 
de color, los cuales pueden explicarse en términos de dos aspectos fisiológicos del órgano pineal: 
la fotorrecepción y la función endócrina. Un tipo de cambio de color es el morfológic040 , el cual se 
presenta debido a cambios cuantitativos en pigmentos o en el número de las células pigmentarias. 
Los vertebrados inferiores muestran adaptación cromática al ambiente debido a factores como la 
lnz, color de fondo (amhiental) y sns conductas fiRiológicas, eRte camhio de color es fisiológico41 
y depende de la migración de pigrnentol> en los crornatóforoé2 . Un tipo de eromátoforol> en 101> 
39Esto nuevamente se comprueba por pinealedomía, procedimiento que no priva al animal de la producción de 
melatonina [5]. 
400curre en días o semanas [48]. 
410curre en segundos u horas [48]. 
42Células de la piel que contienen pigmento obscuro que participa en la coloración del tegumento [1]. 
37 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
anfibios son los melanóforos, elementos que sintetizan melanina [48]. 
La reacción de blanqueamiento se puede observar en muchas especies de anfibios y represen-
ta en estos organismos un proceso ordinario en su vida, sobre todo en los estadios larvarios. La 
hipótesis original sugiere que cuando las larvas se colocan en la obscuridad, los fotorreceptores 
pineales son afectados por la ausencia de luz. Esto da por resultado la producción y liberación 
del agente contractor de los melanóforos, efecto visible en el blanqueamiento corporal de los ani-
males. Esta hipótesis se mmprobó en larvas de X. laevis, en las cuales el blanqueamiento tras la 
obscuridad lleva de 10 a 15 minutos, sieudo más fuerte la coutra<..:cióu de los mclanóforos hada 
los 20 minutos. Una vez que se estable<..:e la condición original de ilul1linadón, la re-expansión de 
los melanóforos es lenta, requiriendo una hora aproximadamente para la expansión tota143 . Por 
lo tanto, la contracción de los melanóforos corresponde a la liberación de melatonina y la lenta 
recuperación del estado original de los mismos concuerda con la pérdida gradual, inactivación o 
catabolismo del agente contractor [47]. 
Otros autores se refieren a los fenómenos pigmentarios como adaptación cromática o pig-
mentación adapüttiva y esencialment.e tienen el mismo 11atrón que el blanqueamiento. Ambos 
pro<..:esos refieren la capad dad de los animales para adaptarse <..:romátiearnellte a diferentes condi-
ciones de luz, color de fondo e interacciones sociales, mediante la trans10cación de gránulos de 
pigmento en los melanóforos. Este proceso de cambio de color del tegumento da por resultado 
mimetismo y despliegue de ciertas conductas como el miedo, el cortejo sexual y la defensa del 
territorio [29], [41]. 
Adler refiere que la reacción de blanqueamiento se elimina mediante pinealectomía, ya que ésta 
43Los efectos de la hormona S011 variables y dIo dependerá dd estado de uesarrollo, localización ue las células 
pigmentarias en el cuerpo del animal y de la especie a la que pertenece [29]. 
38 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
priva a la8 la,l'Va8 de una vía hormonal para regular 108 cambi08 en el color del tegumento. Sin 
embargo, al remover el órgano frontal la adaptación al color y la capacidad de blanqueamiento 
continúa [41]. 
Caliman (2005) pone de manifiesto que los cromatóforos de los vertebrados responden de dos 
maneras ante los estímulos luminosos. El primer tipo de cambio lo llama respuesta primaria decolor en la cual, los cromátoforos reaccionan independientemente como receptores y efectores, y 
mediante la energía luminosa los pigmentos de SUR célulaR migran. En el eRRO de los invertehmdos, 
la luz iuduce la dbpe1'8ióu de pigmentos, rnientrClli que en peces y aufibios, éstos se agregan. El 
segundo, es un tipo de cambio fisiológico o re8puesta 8eculldaria de color, ésta es mediada por 108 
ojos y se controla por el sistema neural y/o endócrino. Es en este tipo de respuesta secundaria en 
el cual se menciona un cambio de color rítmico que depende de la glándula pineal y la melatonina; 
y otro cambio llamado adaptación de fondo o de sombra que depende de la interacción de los ojos 
laterales con el eje hipotálamo- hipófisis lo cual permite la liberación de MSH. Cabe mencionar 
que la melatonina es antagonista de la MSH 44, la primera de éstas contrae a los melanóforos 
[41], [48]. 
La melatonina tambiéu tiene efectos COlIlO hormona metamórfica ya que su 8ecreción e8 regula-
da por el ciclo luz-obscuridad y afectada por la temperatura. Estos dos factores también influyen 
la tasa de desarrollo, por lo cual la melatonina puede ser un enlace entre el ambiente y la tasa 
metamórfica. La metamorfosis es inducida por un ascenso en la hormona tiroidea (TH) hasta un 
pico durante el clímax metamórfico; la melatonina tiene un efecto inhibidor directo en la tiroides 
en todos los estadios del ciclo de vida e inhibe el crecimiento tiroideo y la proliferación celular 
44IIorIllona cstimulante uc los melauocitos o iutcr!ncuina, prouuciua cn el lóbulo iutcl'lncuio o pars intermedia 
de la glándula pituitaria. Causa expansión también de xantóforos y contracción de iridóforos [48]. 
39 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
in vivo en la rana pre-metamórfica (R. pipiens). La TH es alta en la sangre de larvas hasta el 
clímax metamórfico, entonces disminuye la melatonina en el clímax, disminución inducida por la 
tiroxina (T4). Los niveles de melatonina en la glándula tiroides por sí mismos disminuyen durante 
la metamorfosis. Por lo tanto, la melatonina es también antagonista de las hormonas tiroideas [32]. 
Se sabe que el complejo pineal puede afectar la función reproductora a través del fotoperiodo, 
considerando que las condiciones térmicas y lumínicas del animal son importantes para sus ciclos 
reproductivos. En el caso de vertebrados superiores como los mamíferos, se sabe que la melatoni-
na tiene efedo sobre el sistema reproductor, promovieudo dicho efedo a través de la inhibicióu 
de la liberación de hormona luteinizal1te desde la hipófisis. En vertebrados inferiores hay poco 
conocimiento y son escasos los estudios relacionados con la interacción complejo pineal-gónada. Se 
sabe que el complejo pineal en anfibios funciona como un dosímetro de iluminación que regula la 
temperatura corporal. Cuando el animal se expone de manera natural a la luz solar, éste absorbe 
una mayor cantidad de calor; una vez que esto sucede, el complejo pineal monitorea la intensidad 
y la duración de la luz, adquiriendo el complejo una función termorreguladora importante. Pero, 
no sólo el complejo pineal per se está involucrado, sino también los productos del mismo, ya sea 
Ia mclatollina u otras indolamillus. Dkhos productos tienden a afectar de un modo más mareado 
a los animales en los cuales la condición reproductiva se regula de manera directa por el fotoperi-
oda [49]. 
Es a través de dos factores que el complejo pineallogra comportarse como el regulador por ex-
celencia de algunos ciclos reproductivos, estos son la luz y la temperatura. Cabe preguntar: ¿Cuál 
de los dos es más importante? En varios casos estudiados, es probable que el fotoperiodo actúe 
para facilitar la acción de la temperatura y que en última instancia, ésta sea la que tenga el papel 
preponderante. Un estudio llevado a cabo en un urodelo, la salamandra Plethodon cinereus [50], 
40 
l' 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
muestra los efectos de la comLinadón de luz y temperatura en la espennatogénesis del animal, y el 
autor concluye que: u ... ambos factores actuán en la regulación del ciclo espermatogénico. Sin em-
bargo, la temperatura parece tener el efecto más significativo, esto se observa en las diferencias en 
el peso testicular que se registran cuando los animales son expuestos a diferentes temperaturas. ". 
El autor, realizó dicho estudio en tres periodos, el primero comprendía del mes de abril a julio, el 
segundo de diciembre a marzo y el tercero, de octubre a diciembre. El efecto más significativo al 
que hace referencia, ocurrió en el invierno (diciembre a marw). en el cual somet.ió a los organismos 
a dos temperaturas distintas 10 y 20°C, encontrando que a 10°c no haLía carnLios significativos 
ni en peso testicular, ni en los estados espennatogénicos del dclo. Sin ewLargo, a 20°C hubo un 
incremento en ambas características, y tomó en cuenta, que la temperatura aumentaba en las 
fases en las cuales había mayor cantidad de luz disponible. Asimismo, un fotoperiodo más largo, 
aseguraba la producción de espermatozoides, mientras que el corto sólo dejaba ver espermátidas; 
esto implica que conforme aumenta la temperatura por efecto de la luz, es posible encontrar los 
diversos tipos celulares del ciclo espermatogénico [50], [51]. De esto, se puede afirmar que tanto 
1m,; como temperat.ura t.ienen efectos progonádicos en Plethodon cinereus. Cabe aclarar que no en 
todos los organismos el complejo actúa de la mislIla marlcra. 
En lo referente a los efectos de la melatonina en vertebrados inferiores, las pocas investiga-
ciones han arrojado resultados controversiales. Un estudio consistió en la administración exógena 
de la hormona en Rana tigrina mantenida bajo cortos y largos fotoperiodos. En ambos casos, 
producía un aumento del desarrollo ovárico y retardaba la característica regresión gonadal post-
ovoposición; este resultado no es claro [51]. En el sapo Bufo arenarum y las ranas Hyla cinerea, 
Rana ridibunda, R. cyanophlyctis y R. temporaria, la melatonina induce regresión gonadal [51]. 
Otros efect.os posibles se pueden deber a una acción indireda de la melatonina en la modulación 
41 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
del eje hipotálamo-hipófil:ds-góllada y hall sido reportados efectos en el ddo espennatogénico de los 
géneros Plethodon (urodelo) y Rana (anuro) [51]. En el caso de Rana esculenta la espermatogenésis 
no es bloqueada por la acción de la melatonina, sin embargo, es posible observar efectos inhibito-
rios de la misma en el peso gonadal, vitelogénesis ovárica y diámetro de los túbulos seminíferos 
en Hyla cinerea y en la ovulación in vitro de Rana pipiens. Estas evidencias hacen suponer que 
los efectos de la melatonina dependerán de la especie en la que se estudien [29], [51]. 
1.6. El complejo pineal de Ambystoma mexicanum 
1.6.1. Características generales de Ambystoma meX1,canum 
El orden Caudata o U rodela conformado por salamandras y tritones, consiste de 9 familias 
con cerca de 360 especies en el continente americano restringidas al hemisferio norte del mismo 
con extensiones a Centro y Sudamérica. Los urodelos se caracterizan por poseer un gran cuerpo 
muscular y una cola característica de animales que ondulan el cuerpo al moverse [40]. 
Los urodelos en estadio larvario y los adultos difieren muy poco entre ellos. En muchas formas 
acuáticas hay una clara tendencia en el adulto a la retención de caracteres (morfológicos y fisioló-
gicos) propios de las larvas. Ejemplos de esto son la paedamorfosis o paedomorfosis y la neotenia, 
términos que se utili7.an para descrihir la condición hranquial de los amhistómidos. La paedomor-
fosis es la aparidóll de características juveniles ancestrales eu estadios tardíos de la ontogeuia 
de los descendientes, mientras que la neotenia es la capacidad que presentan los organismos de 
retener características juveniles durante toda su vida, ser maduros sexualmente sin experimentar 
la metamorfosis, o bien una retenciónde la vida larval [52]. Hay dos tipos de neotenia, una es la 
neotenia obligada, esto es, que la especie raramente experimenta metamorfosis en la naturaleza o 
42 
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CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
en el laboratorio y la lleotellia facultativa, caracterizada por el típico cambio de metamorfmlÍs. La 
neotenia puede ser favorecida no sólo por el frío, sino también por condiciones terrestres rigurosas 
y ausencia de predadores en el agua [46]. 
Los miembros del género Ambystoma pertenecen a la familia Ambystomatidae y al subor-
den Ambystomatoidea el cual comprende tres familias: Ambystomatidae, Dicamptodontidae y 
Pletodontidae. Los Ambystomatidae son típicamente terrestres, sin embargo, ponen sus huevos en 
el agua. Se caracterizan por tener cuerpo robusto y gruesas branquias. Los representantes de este 
género pueden experimentar metamorfosis compIcta. que es el cambio de larva a adulto joven, o 
bien, permanecer en estadio larvario o neotéllico [53] (Figura 1.8). 
Figura 1.8: Salamandra tigre, Ambystoma tigrinum [39]. 
La especie Ambystoma mexicanum, mejor conocida como ajolote,45 es miembro de una familia 
de salamandras que se encuentran exclusivamente en el Nuevo Mundo: la familia Ambystomatidae 
que cuenta con aproximadamente 30 especies que habitan en el norte de los Estados U nidos, sur de 
Canadá, este de Alaslm y, sobre todo, en la Cuenca Central de ~1éxico. Esta es una especie endémica 
y nativa de dicha Cuenca correspondiente a los lagos de Xochimilco, Chaleo y Texcoc046 , área que 
45Dcl l1<ÍlJUiJ.tl axolotl: atl-agua y xolotl-mol1stl1lo, monstruo iJ.cmítico o perro tIc iJ.gUiJ.. Este Hombre es referi-
do al dios azteca Xolotl. El nombre común de axolotl y ajolote se limita a las especies que no se transforman, 
particularmente al Ambystoma mexicanum [46]. 
46El ajolote hahita únicamente en los lagos de Chaleo y Xochimileo [46]. 
43 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
todos los estadios de desarrollo y la capacidad tanto del SNC corno del periférico para regenerar-
se [40], [52]. 
El cerebro del ajolote, además de ser primitivo y simple, es esencialmente idéntico al de A. 
tigrinum. En el lado dorsal del cerebro de este último se encuentran los dos hemisferios cerebrales 
dominantes, el ganglio habenular, la glándula pineal, la pequeña convexidad dorsal del techo del 
cerebro medio, la pequeña placa cerebelar y el cuarto ventrículo cubierto por un plexo coroideo 
bien desarrollado [40]. 
El órgano pineal representa una evaginación dorsal del diencéfalo. De manera tradicional, el 
diencéfalo de urodelos se considera formado por cuatro áreas mayores las cuales están localizadas 
en una secuencia dorsoventral: (1) el epitálamo, (2) el tálamo dorsal, (3) el tálamo ventral y (4) el 
hipotálamo. Estas zonas están separadas una de la otra por un surco dorsal, uno intermedio y uno 
ventral respectivamente. La zona de transición entre el epitálamo, el tálamo dorsal, el mesencéfalo 
tectal y tegmentado recibe el nombre de sinencéfalo de Von Kuppfer o pretectum [40). 
El epitálamo representa la parte más dorsal del diencéfalo. Su parte anterior incluye el núcleo 
hltbenul::u, el hltbenulltr donml y el hltbenular vent.ml, además de llt comisum habenulltr. Su pltrt.e 
posterior, entre las comisuras habenular y posterior, es llamada pars intercalaris del diencéfalo o 
tálamo. Dorsal a esta parte se intercala una porción de la epiphysis cerebri u órgano pineal [40]. 
Pocos son los estudios que se han llevado a cabo sobre el complejo pineal en urodelos, y aún 
menos comunes son los trabajos dedicados particularmente al complejo de A. mexicanum. En este 
caso, se hará uso de algunos estudios morfológicos del complejo pineal de un urodelo, el tritón 
Taricha torosa pre-metamórfico y post-metamórfico; para fines prácticos se utilizará como modelo 
general. El patrón de desarrollo del órgano pineal en este organismo difiere significativamente del 
de ot.ros anfibios, sugiriendo que no en todos los vert.ebmdos la diferenciación sigue una dirección 
46 
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CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
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1 mm 
Figura 1.10: Vista medial del cerebro de Ambystoma tigrinum. En la figura se muestran: a, Epífisis 
u órgano pineal, b, ganglio habenularj c, tálamo dorsal; d, tálamo ventral; e, hipotálamo dorsal 
y f, hipotálamo ventral. 
hacia una estructura estrictamente fotorreceptora [54J; sin embargo, se harán algunas precisiones 
en este sentido. 
En T. torosa dicho órgano tiene cuutro componentes básicos untes de lu metamorfosis: fotor-
receptores, dendritas, células de soporte y elementos de tejido conectivo [54], [55], [56J. Hay eviden-
cia de que la vesícula con caracter fotorreceptor que posee la larva una vez que ha eclosionado de su 
cápsula gelatinosa se forma durante los últimos estadios de brote de la cola, de una evaginación del 
techo del diencéfalo. Dos semanas después de la eclosión la larva posee un órgano pineal de tamaño 
relativamente grande, y se observan muchos fotorreceptores sobresaliendo del mismo. Antes de la 
eclosión e incluso después de la misma, se describe una estructura básicamente fotorreceptora del 
órgano pineal de T. torosa, sin embargo, los elementos que lo componen experimentan una serie 
de transformaciones que, por un lado, han sido atribuidas a los distintos estadios de desarrollo 
del organismo y en sí, a la metamorfosis. Más, los cambios en la configuración básica del órgano 
pineal del tritón no parecen ser un efecto de la metamorfosis por sí misma, ya que éstos comienzan 
antes de que el evento metamórfico tenga lugar. Dichos cambios comienzan dos meses antes de la 
metamorfosis, continúan durante la misma y aún en estadios juveniles. A continuación se describen 
47 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
de manera breve, la <.;onformadón original y los <';alubios en <.;ada uno de los <.;uatro elementos que 
constituyen el órgano pineal [54J, [55J. 
Los fotorreceptores presentan el arreglo típico descrito anteriormente y esencialmente conser-
van su orientación y morfología básica durante el desarrollo de T. torosa. La región basal de los 
fotorreceptores posee membranas lisas y pequeños grupos de partículas de glucógeno, los segmen-
tos externos se proyectan hacia ellumen del órgano pineal. Hay indicios de que los fotorreceptores 
son los primeros elementos que se diferencian, pues mediante estudios con microscopía eledrónica 
de resoludóu fue posible obserVa!" este evento en el embrión durante los estadios de brote de la 
wla, cer<.;a de uua semana o diez días antes de la eclosión. Pow después de la eclosión, los fotor-
receptores se localizan en la porción posterior del órgano y se observan concentraciones localizadas 
de gránulos de glucógeno, que según parece, incrementan con la edad. En larvas recién eclosion-
adas, se observan estructuras sinápticas basales, las cuales posiblemente permiten al órgano pineal 
mediante ciertos fotorreceptores hacer sinapsis con regiones cerebrales. Durante las primeras dos 
semanas de vida libre larvaria crece el órgano y se da un incremento en el sistema fotorreceptor; f' 
y a los 12-14 días, ellumen contiene muchos segmentos externos. En el adulto, los segmentos ex-
ternos se observau eon una Olientadóll aZa!"osa hacia ellumen, puedeu estar en Ulla eonfonnadóll 
torcida y desorganizada y se mantienen ,remanentes de éstos en el órgano. Uno de los datos más 
relevantes en T. torosa es la aparente reducción de fotorreceptores durante la madurez, ésto, al 
parecer debido a un proceso de fagocitosis de las membranas de los segmentos externos, que se 
observa en el adulto. Algunos segmentos externos tienden a desorganizarse o degenerarse median-
te una fagocitosis por otro tipo celular (podría ser una especie de macrófago) localizado en el 
propio órgano pineal. Este caso se ha observado en la lamprea Protopterus, en Xenopus, Bombina 
y algunos urodelos, en los cuales se ha determinado que el element.o fagodtico son las células de 
48