UNIVERSIDAD DE SANTANDER " ESTUDIO EXPERIMENTAL SOBRE LA INFLUENCIA DE LAS

UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD DE MEDICINA TEStS DOCTORAL " ESTUDIO EXPERIMENTAL SOBRE LA INFLUENCIA DE LAS HORMONAS PINEALES EN LA GENESIS

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UNIVERSIDAD

DE

SANTANDER

FACULTAD

DE

MEDICINA

TEStS

DOCTORAL

" ESTUDIO EXPERIMENTAL SOBRE LA INFLUENCIA DE LAS HORMONAS PINEALES EN LA GENESIS Y DESARROLLO DE TUMORES MAMARIOS HORMONODEPENDIENTES

Autor :

D n . S A M U E L COS C O R R A L

Director :

D r . E.J. SÁNCHEZ DARCELO

D e p a r t a m e n t o de Fisiología Humana Marzo 1986

"

TESIS

REMITIDA

POR

SAMUEL

COS

CORRAL

PARA

OPTAR A L G R A D O DE DOCTOR EN MEDICINA Y CIRUGÍA POR LA UNIVERSIDAD DE S A N T A N D E R .

Marzo 1986

Dn.

E.J.

SANCHEZ

BARCELO,

Universidad de Santander

Doctor

en

y Profesor T i t u l a r

Medicina

y

CirugTa

por

la

del Departamento de Fisiología

Humana de la Facultad de Medicina de la Universidad de Santander

CERTIFICA

:

que la presente Tesis " SOBRE

LA

INFLUENCIA

PINEALES

EN

TUMORES

MAMARIOS

presentada

por

grado

Doctor

de

realizada

ESTUDIO

bajo

LA

GENESIS

en

LAS

Y

HORMONAS

DESARROLLO

DE

HORMONODEPENDIENTES

",

D n . Samuel

mi

DE

EXPERIMENTAL

Cos Corral

Medicina

dirección la

en

Fisiología

Humana

de

Santander

y puede

presentarse

para optar

y

Cirugía,

el

Departamento

Facultad para

ha

de

Medicina

su

defensa

al sido de de

ante

un t r i b u n a l .

Y para expido el

que

conste

presente

y surta

certificado

los efectos

oportunos,

en Santander

a quince

de marzo de mil novecientos ochenta y seis.

Edo.:

E.J. Sánchez Barceló

Este trabajo ha sido financiado en parte con una ayuda de la Caja de Ahorros de Santander y Cantabria.

A Elvira

A mis padres y hermana

" Para realizar un gran sueño, lo primero que hace gran a p t i t u d para soñar; el sueño de uno " D r . Hans Seiye

luego, persistencia,

f a l t a es una

que es la fe

en

A G R A D E C I M I E N T O S

Desde cuantos, de f o r m a

estas

líneas

desinteresada,

quiero

expresar

han contribuido

mi

agradecimiento

a la realización

trabajo, sin cuya ayuda no hubiera sido posible.

de

a

este

Resulta para mi un deber

y una satisfacción mostrar mi más sincero reconocimiento :

quien durante sus

sabios

De

estos

consejos,

manera años

encauzando

es

un

más

que

cordialidad

y

me enseñó

por

experimental,

haber mi

desarrollo

simpatía,

especial

que

Dr.

por

mis

SÁNCHEZ

hicieron

BARCELO,

en un l a b o r a t o r i o , pasos

este tema

experiencias

me

E.J.

a "moverme"

orientado

interés de

al

suyas,

encontrar

en

la

Fisiología

en p a r t i c u l a r , y en

por

su

él

no

por

que no

afabilidad, sólo

a

un

director encomiable sino a un gran amigo.

- A

la D r a . M.D.

MEDIAVILLA,

por

su inestimable

ayuda

y estímulo durante estos años.

-

Al

Dr.

J.

JORDA,

por

haberme

permitido

realizar

mi

Tesis Doctoral en el Departamento de Fisiología.

-

Al

Dr.

J.L.

BARDASANO,

por su

valiosa

orientación

y

ayuda en el estudio m o r f o l ó g i c o pineal.

dirección ovarios.

y

A

los

colaboración

Dres. en

el

M. L A F A R G A desarrollo

del

y

M.T.

BERCIANO,

por

su

estudio

histológico

de

los

-

A

la

Dra.

F.

GARUÓ,

J. CORRAL, por su colaboración en el

así

estudio

comò

a

citologico

A. e

TOLEDO

у

hiìstopatológico

de los tumores.

-

A

la

Dra.

M.D.

GUTIÉRREZ

CORTINES,

por

su

inapreciable ayuda en la realización de las técnicas analíticas.

compartir

A

R.

innumerables

FERNANDEZ, horas

de

con la. que he tenido

trabajo

y

en

quien

la suerte

siempre

de

encontré

palabras de ánimo.

- A todos los integrantes del departamento de Fisiología INMACULADA, Ш

JOSE, LUIS, PABLO; que me han hecho más gratos

años dedicados a este trabajo.

:

los

I N D I C E

INTRODUCCIÓN

1

I - FISIOLOGÍA DE LA G L Á N D U L A

PINEAL

1.1 - Anatomía de la glándula pineal -

3

Características

morfológicas 1.2 - Hormonas de la glándula pineal -

3 Melatonina

7

1.2.1 -

Síntesis

7

1.2.2 -

Metabolismo

9

1.2.3 -

Regulación de la síntesis

9

1.2.4 -

Lugar de vertido

17

1.2.5 -

Sitios de acción

17

1.2.6 -

Acciones de la melatonina

20

1.3 - Acciones de la glándula pineal sobre la reproducción

21

1.4 -

Factores potenciadores de la actividad pineal

23

1.4.1 -

T r a t a m i e n t o neonatal con asteroides

24

1.4.2 -

Anosmia

24

1.4.3 -

Subnutrición

25

1.4.4 -

Exposición a bajas temperaturas

25

1.5 -

La glándula pineal como transductor

neuroendocrino

26

II - TUMORES MALIGNOS HORMONODEPENDIENTES

28

11.1 - Concepto de t u m o r hormonodependiente

28

11.2 - Receptor esteroideo - Mecanismo de acción de las hormonas esteroideas 11.3 - Significado clínico de los receptores estrogénicos

29 31

11.3.1 -

En la respuesta a la hormonoterapia

31

11.3.2 -

En el pronóstico

32

11.4 - Receptores estrogénicos en la glándula mannaria normal y neoplásica

33

III - CARCINOGENESIS EXPERIMENTAL

37

111.1 -

Agentes

carcinógenos

38

111.1.1 - Inoculación de virus encógenos

38

111.1.2 - Radiación

38

111.1.3 - Hormonas

39

111.1.4 - Carcinógenos químicos

40

111.1.4.1 -

Hidrocarburos

aromáticos

polinucleares

42

111.2 - Modelo experimental de tumor mamario en rata inducido por DMBA.

Tumor de Huggins

45

111.2.1 - Características anatomopatológicas

46

111.2.2 - Características bioquímicas

47

111.2.3 - Hormonodependencia

del

Tumor

de

Huggins

111.2.4 - Protocolos de inducción tumoral

48 50

111.2.5 - Factores que influyen en la inducción del cáncer

mamario con DMBA

IV - RELACIÓN ENTRE LA G L Á N D U L A

PINEAL Y EL CANCER . . .

51 55

IV.1 -

Datos epidemiológicos

56

IV.2 -

Datos experimentales

57

IV.2.1 - Glándula pineal y desarrollo tumoral en modelos animales IV.2.2 -

57

Cambios morfológicos, bioquímicos y fisiológicos de la glándula pineal en relación con los procesos neoplásicos

69

IV.2.3 - Interacción entre la melatonina y los receptores estrogénicos de los tumores hormonodependientes

72

IV.3 - Glándula pineal y neoplasias

humanas

73

IV.4 - Hipótesis sobre los mecanismos de acción de la glándula pineal en procesos -

neoplásicos

JUSTIFICACIÓN

75 84

-OBJETIVOS

87

-

SERIES

89

-

MATERIAL

EXPERIMENTALES Y

MÉTODOS

1 - ANIMALES

DE

2 - CONDICIONES 3 - TÉCNICAS

99

EXPERIMENTACIÓN

99

EXPERIMENTALES

99

QUIRÚRGICAS

102

3.1 -

Anestesia

102

3.2 -

Ceguera

104

3.3 -

Pinealectomía

104

3.4 -

Bulbectomía

3.5 -

Ovariectomfa

109

3.6 -

Pseudo-operaciones

109

3.7 -

Cuidados

109

4 - PAUTA

olfatoria

postoperatorios

DE A D M I N I S T R A C I Ó N

5 - INDUCCIÓN

108

DEL

ESTRADIOL

TUMORAL

6 - VALORACIÓN

110 110

TUMORAL

111

6.1 -

Medida de

6.2 -

Controles de citología por punción tumoral

111

6.3 -

Biopsias

112

7 - DURACIÓN

DEL

8 - RECOGIDA

DE

9 - TÉCNICAS 10 - TÉCNICAS 11 - ANÁLISIS

la superficie

tumoral

tumorales EXPERIMENTO

113

DATOS

113

HISTOLÓGICAS

118

ANALÍTICAS ESTADÍSTICO

111

122 Y

DISEÑO

GRÁFICO

132

-

RESULTADOS

141

1 - SERIE

I

142

2 - SERIE

II

206

3 - SERIE

III

257

4 - ESTUDIOS

-

MORFOLÓGICOS

4.1 -

Ovario

4.2 -

Glándula

4.3 -

Mamas

301 301

Pineal

306

tumorales

y no

tumorales

DISCUSIÓN

325

1 - DISCUSIÓN 1.1 -

DEL

METODO

326

Elección de un modelo de carcinoma mamario

experimental

1.2 -

Criterios

de valoración

1.3 -

Maniobras modificadoras de las acciones

326 tumoral

pineales 1.4 -

Valoración

DISCUSIÓN 2.1 -

DE

Estado

327

329 de la actividad

Valoración global de nuestro 2 -

313

LOS

pineal

diseño experimental

RESULTADOS

funcional

de la

pineal

330 331 333 333

2.2 - ¿Influye la actividad pineal en la génesis de tumores 2.3 -

mamarios?

¿Cómo puede justificarse la acción inhibidora de la pineal sobre la génesis tumoral?

2.4 -

340

Mecanismo de influencia pineal sobre el crecimiento

2.6 -

338

¿Influye la actividad pineal sobre el c r e c i m i e n t o de tumores ya desarrollados?

2.5 -

335

tumoral

¿Es posible hablar de acciones antiestrogénicas

341

pineales?

343

-

CONCLUSIONES

349

-

BIBLIOGRAFÍA

354

INTRODUCCIÓN

De este tema,

inicialmente

modo, con

se presenta

el f i n

de f a c i l i t a r

una amplia

glándula pineal, así como de las

revisión

características

la

de

de

comprensión

la fisiología

los tumores

de

del la

mamarios

hormonodependientes y del modelo tumoral

elegido en nuestro t r a b a j o , para

finalmente

la

recoger

la

información

sobre

más específicamente pineal-adenocarcinoma

I -

FISIOLOGÍA

DE LA G L Á N D U L A

relación

pineal-neoplasias

mamario.

PINEAL

1.1 - A n a t o m í a de la glándula pineal - Características

La glándula pineal de los mamíferos con f o r m a supra

o

de pina, situado inf racallosal,

roedores

está

inmediatamente longitudinal

línea

dependiendo

situada por

en la

sobre

debajo

y transversos.

de

el de

y

media la

borde la

es un pequeño

del

encéfalo,

especie

en

considerada.

superior

confluencia

La f i g u r a 1 , tomada

morfológicas

del de

de

senos

Bardasano J.L.

muestra la topografía de la pineal en la rata de laboratorio. en los roedores, está en relación con la

latitud

geográfica

posición En

cuerpo

los

órgano,

los

calloso, venosos (1978),

Su tamaño,

del

habitat

de

la especie considerada (Quay W.B. 1980).

Una

característica

importante

proviniendo

la mayoría de la sangre

cerebrales

posteriores

entre

4

y

6

ramas

(Goldman de

esta

que

es

su

llega a la

H.,

Wurtman

R.J.

arteria

penetran

en

gran pineal

vascularización, de

1964); la

las

arterias

generalmente

glándula,

drenando

d i r e c t a m e n t e a los senos venosos.

La glándula pineal está f o r m a d a por dos tipos de células, los

Fig . 1 .

Situación y relaciones de la glándula pineal en la rata. Tomado de Bardasano J.L. (1978).

FCPÄ - Fibras comisuro-

C

Cráneo.

NC

Nervios conarios.

HC

Hemisferio cerebral.

OS

- Organo subcomisural.

EP

Epífisis 0 gianduia pineai.

PC

- Plexos ceroideos.

FCHA - Fibras comísuro-liabenulares.

CB

- Cerebelo.

CP

Comisura posterior.

CH

- Comisura habenuiar.

M

Mesencèfalo.

CCA

- Cuerpo calloso.

RP

Recesus pineal.

F

- Fornlx.

TC

Tienda del cerebelo.

DVC

- Vena cerebral.

GC

Circunvolución del cíngulo.

lllv

- Tercer ventrículo.

posteriores.

pinealocitos,

células

con

características

fotorreceptoras en los invertebrados. destaca

la

existencia

de

secretoras

en

los

mamíferos

Entre sus características

numerosas

prolongaciones

morfológicas,

citoplasmáticas

terminan en los espacios perivasculares ( A r s t i l l a A . V . 1967), y (a de granulos de concentración aumentando

secreción varía

a

que

lo

hacen

largo

prominencia

en

día,

baja

del

siendo

en la oscuridad, estrechamente

melatonina a nivel de esta

glándula

(Kachi

y

estos

que

presencia

espacios,

durante

relacionada

con

la

T. 1979).

Entre

el

cuya día

y

síntesis estas

de

células

están situadas otras, similares a los astrocitos, y cuya misión parece ser de soporte de los pinealocitos ( R i o Hortega P. 1929).

La pineal

en

los roedores, ai

igual

que en los

vertebrados

inferiores, está formada por un verdadero complejo pineal, más que por órgano

simple,

intercomisural,

constando y

otra

de

una

superficial,

parte

profunda,

justo

debajo

de

situada la

en

la

representa órgano una

la

pineal

gran

mayor

parte

único de

importancia

del

complejo

pineal

fas descripciones funcional,

t e r c e r ventrículo, apreciándose

al

íntimamente

pinealocitos

de

con

profunda

relacionada

en contacto

los

superficial

corresponde

clásicas; !a parte

estar

incluso

y se

región

confluencia

senos venosos, unidas por un f i n o t r a c t o parenquimatoso; la pineal

un

el

posee con

el

directo

con

por

su

a

nivel

el líquido cefalorraquídeo ( H e w i n g M. 1980).

Otra

característica

morfológica

interesante

trascendencia f u n c i o n a l , es la ausencia de barrera hematoencefálica de la glándula (Molter M. y cois. 1978).

La

inervación

postganglionäres del ganglio

de

cervical

la

glándula

superior,

tal

depende como

de

describió

las

fibras

Ramón

y

CajaI

S.

(1911),

que

acompañando

a

los

vasos

sanguíneos

entran

glándula, bien separadamente o en f o r m a de uno o dos troncos, los conarios, Williams

terminando P.

directamente

1973).

pequeñas vesículas

En

estas

sobre

los

pineaíocitos

terminaciones

que contienen

simpáticas

noradrenaüna

y

en

la

nervios

(Warwicl< se

serotonina,

R.,

han

descrito

cuyo

número

varía siguiendo ritmos sincronizados con el fotoperiodo (Mukai S., Matsushima S. 1980).

En algunas

especies

de

mamíferos

se

ha

descrito

también

la

existencia de inervación parasimpatica que, originada en el núcleo salivatorio superior del puente y a través de ramas del

nervio

petroso

mayor,

llega a

la pineal ( R o m i j n H.J. 1975; Taylor R.L. y cois. 1980).

Además de esta inervación simpática y parasimpàtica, existen datos a favor de la existencia de conexiones

directas

SNC,

y

fundamentalmente

hipotalámico

(Dafny

N.

con

la

1980; Buijs

habénula R.M.,

el

entre

la pineal

núcleo

y el

paraventricular

Pevet P. 1980; Ronnekieiv

O.K.,

Moller M. 1979; Semm P., V o l i r a t h L. 1978).

Un hecho que frenó eí estudio de la fisiología presencia de calcificaciones a nivel de la considerando

este órgano inerte a p a r t i r

glándula, observado de la pubertad.

Los

pineal por

es la

rayos

X,

componentes

básicos de estas concreciones calcáreas intraglandulares son : c a l c i o , fósforo y trozos de estroncio ( K r s t i c R., Goiaz J. 1977). f o r m u l a r o n una interesante teoría según

la

estas calcificaciones con hiperactividad de que se suponía hasta esos momemtos. las

calcificaciones

pineales

han

En

cobrado

cual

R.J. y cois. (1976)

relacionan

la presencia

la glándula, contrariamente la actualidad los nuevo

funciones relacionadas con la etiología del cáncer más adelante (Cohen M. y cois. 1978).

Reiter

interés, de mama,

estudios al

de

a lo sobre

atribuírseles como

veremos

1.2 - Hormonas de la glándula pineal -

Melatonina

En la glándula pineal se han descrito tales

como

indolaminas,

como T R H , L H R H , A V T indolaminas

y

catecolaminas, y AVP, etc..

especialmente

alfa

numerosas

MSH,

renina,

sustancias,

neuropéptidos

Sin embargo, sólo en el caso de las

de

la

N-Acetil-5-Metoxi-Triptamina

(melatonina), hay datos concluyentes sobre su origen

pineal

y sus

acciones

hormonales. Por este motivo limitaremos nuestro estudio a estos componentes pineales.

1.2.1 -

La glándula

pineal,

Síntesis

melatonina

por

Lerner

ha sido A.

y

la

cois,

primera en

sustancia

1958,

identificada como N - A c e t i l - 5 - M e t o x i - T r i p t a m i n a .

siendo

aislada

Su síntesis se produce la

de

a

triptófano

indolamina. captado

de

Se

realiza

la

circulación

1980; Baiemans M.G.M. 1979). acción sucesiva decarboxilasa.

de

la

en

dos

etapas

sistémica

la

químicamente

los pineaiocitos, los cuales poseen los enzimas necesarios para esta

de

(Figura (Reppert

2)

S.M.,

en

formación partir Klein

del D.C.

Primeramente se sintetiza serotonina, por

triptófano

hidroxilasa

y

la

L-aminoácido

aromático

En la segunda etapa, la serotonina se convierte en

serotonina, por la acción de la N - a c e t i l - t r a n s f e r a s a

(NAT)

la

N-acetil-

y posteriormente

en melatonina, por acción de la h i d r o x i - i n d o l - o r t o - m e t i l - t r a n s f e r a s a

(HIOMT),

enzima que, al igual que la melatonina, se pensó en un principio

que

exclusivas de la p i n e a l , siendo posteriormente aisladas en la retina

(Cardinali

D.P.,

Rosner

(Vlahakes (Quay

J.M.

1 9 7 1 ; Wiechmann

G.H., W u r t m a n

W.B., Ma

Y.H,

R.J.

1976),

1972)

A . F . y cois. 1985), órgano y

tracto

demostrándose

la

gastrointestinal síntesis

de

de de

eran

Harder la

melatonina

rata en

X

о о о I Ä X и

I и 21 5

G

estas localizaciones (Pevet P. y cois. 1978; Balemans M.G.M.

y cois. 1980).

Una vez sintetizada la melatonina es liberada por la pineal, siendo en sangre y fluido cerebrospinal.

En la circulación el 67 % de la

detectada melatonina

aparece unida a la albúmina.

1.2.2 -

El

sitio

Metabolismo

primario

de

degradación

de

la

melatonina

es

el

hígado, básicamente por dos vías : - formación de 6-hidroximelatonina en el sistema hepático,

eliminándose

posteriormente

conjugada

con

microsomal

sulfato

o

ácido

glucurónico; representa el 80 % del metabolismo t o t a l (Kveder S., Me

Isaac

W.M. 1961). -

formación

de

5-metoxi-kinurenamina

(Mirata

F.

y

cois.

1974).

1.2.3 - Regulación de la síntesis

La síntesis de melatonina dentro de la pineal por

dos tipos

de mecanismos

: un control

de

tipo

neural

está y

regulada

otro

control

hormonal ( F i g u r a 3, tomada de Cardinali D.P. 1984).

CONTROL

NEURAL

La f o r m a c i ó n de melatonina no es uniforme día, sino la

que presenta

alternancia

melatonina

de

la

un r i t m o luz

circadiano,

ambiental

(Figura

estrechamente 4).

La

a lo

largo

del

relacionado

con

concentración

de

es elevada durante la noche en todas las especies de

mamíferos

ASIRQCITO VASOS

SANGUÍNEOS TERMINACIONES NERVIOSAS

PINEALOCITO TRIPTOFANO

SEÑALES HORMONALES

2,5-BIOXIDOS

TRIPTOFANO-

HIDROXILASA

/

5-HIDROXI-TRIPTOFANO

RECEPTOR

•FOSFOLIPIDOS PROSTAGLANOINAS a

TRIPTOFANOOECARBOXILASA

RECEPTOR

UJ sa

o= s» o NE M os o: s UJ

1

ADENIL CICLASA

RECEPTOR BETA

)—

RECEPTOR ESTRDGENICO

^-SEROTONINA

PGE

ms.

RECEPTOR GLUCOCORTICOIOEQ

AMP

IN-ACETIL-TRAKSFERASA t MAO

RECEPTOR ANDROGENICO

N-ACETIL-SEROTONINA RECEPTOR

V

'''Z

HIDROn-INDOL-ORTO-

METIL-TRANSFERASA

alfa X

-PROSTAGLANOINAS

RECEPTOR

SEÑALES HORMONALES

6ABA

RECEPTOR

BENZOOIACEPINAS

RECEPTOR

BARBITÜRICOS

RECEPTOR PROGESTERONICO

5-HIDROXI-íRIPTOFOL A C . 5-liIDROXI-INDOL-ACETICO

MELATONINA

(ESTEROIDES, FSH, L H , P R L T . T . , OTRA; HORMONAS)

RECEPTOR PROLACTINICO

5-METOXI-TRIPTOFOL AC. 5-METOXI-INDOL-ACETICO

RECEPTOR PARA LA MELATONINA

Fig. 3.

Representación esquemática de los mecanismos involucrados en el control neural y hormonal de la síntesis de melatonina. Tomado de Cardinal! D.P. ( 1 9 8 4 ) .

10

CO

СО

ri

СЧ

re Ф

с с. а :э •а с ча DJ to

с га с с о

О)

•и с ю 'о со

с ш о с о о _со

а> х> :+i: A ( X ) « ( K ( i ) - M ( j ; )y ( 3 Q R ( ( e s * ( ( 1 / N ( I ) ) + í i / n í j ) ) ) ) ) ; B$(X)=E$(I):CS:(X)=S$(J) nextj:nexti FOR 1 = 1 т о NN PRINT4í-2,ES(I) J " - » J CS ( I ) J A ( 1 ) NEXT.

Fig. 34.

Programa en BASIC para el cálculo del S t u d e n t - N e w m a n - K e u l s .

136

10 PRIMT'TEST DE K R U S K A L L - W A L L I £ " : F R I N T « - 2 , "TEST DE KRUSKALL-WALLIS" 20 pRiNfPARAMETROS ANALIZADOS?» ! FRINT«-2, "PARÁMETRO ANALIZADO?" : IKPUT X*:PRINTi»

^0 50 ¡O 70

C!.S:INP'JT"CUANTOS DATOS" !N iiI!.iy < T I 260 F O R I = O T O C ! - 1 : F O R J = A + I T O B < H 1 ) + A

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fig-

36.

Programa en BASIC para el cálculo del test de Dunn.

138

11.4 - Histogramas fué mecanizada mediante un ordenador conectado a un p l o t t e r HP -

La de

realización propósito

de

los

general

histogramas HP

-

1000,

7225 В, utilizando un programa en Fortran IV

confeccionado en nuestro departamento (Figura 3 7 ) .

139

IS OH CR1901P •^J"

USING

0000?

BLK5

R=0063

FROGRAM PLOTT D I M E N S I Ó N ftL< 1 2 ) , 0 E < 12)/ IROTUCrO). I K O t K 1 2 / 6 ), i e f l S < 4 0 > URI TE( 1 / 3 0 ) FORMftT/I = l,20> f ORMhT< •• pij"/'"PA500/ 1500"/"PD"/"DIO, 1 " / " L B " / 20 A 2 / " it" ) 99

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