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Materia:
Ciencias Biológicas I Nivel: A
Año
Lectivo: 2019
Profesores
responsables: Villalba Oscar. Villán Noelia.
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Tema I: El lenguaje de las ciencias
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Ciencia.
Clasificación de las ciencias; formales y fácticas. Método científico.
Características del conocimiento científico. Origen de la vida en la
tierra: generación espontánea. Creacionismo. Fijismo y Evolucionismo (Lamarck y
Charles Darwin).
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Tema II Célula:
base de la vida
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Niveles
de organización de la materia. Teoría celular. Célula Procariota. Células
eucariotas: animal y vegetal. Reinos biológicos. Características de los seres vivos.
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Tema
III: Funcion de nutricion del organismo.
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Sistema
digestivo: Función. Ingestión. Deglución. Digestión. Absorción y excreción.
Órganos y glándulas anexas. Principales enfermedades que afectan al sistema
digestivo.
Sistema
respiratorio: Función de la respiración. Etapas de la respiración. Principales
enfermedades que afectan el sistema respiratorio.
Sistema
circulatorio: componentes: corazón, sangre y vasos sanguíneos. Función del
sistema. Principales enfermedades que afectan al sistema.
Sistema
oseo- Función. Huesos y composición.
ESI:
Ciclo menstrual. Prevención de
embarazo. Hormonas femeninas y masculinas. Fecundación, embarazo y parto en los seres humanos. Cuidados personales. Violencia de género.
Abusos.
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Tema IV: Ecosistema y medio ambiente.
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Fotosíntesis.
Contaminación ambiental. Deforestación y reforestación.
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Tema
V: Introducción de química.
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Conceptos
fundamentales: Materia. Átomo. Molécula. Elementos y sustancias. Sustancias
homogéneas y heterogéneas. Teoría de
Dalton, Thomson, Rutherford, Borth y el modelo actual. Isotopo. Tabla
periódica: número atómico, numero másico. Unión química, iones. Regla del
Octeto. Representaciones de Lewis. Clasificación de las uniones químicas.
Conceptos, magnitudes y
medidas. Fuerzas: composición de fuerzas. Masa y peso.
Dinámica: Leyes de
Newton
Cinemática: El
movimiento. Sistema de referencia. Desplazamiento. Movimiento rectilíneo
uniforme y uniforme variado.
Maquinas
simples.
Bibliografía.
Ciencias
Naturales y tecnología 7. Autora Silvana Perlmuter. Editorial Aique. Impresión 2009 Buenos Aires. Argentina.
Ciencias
naturales y tecnología 8. Editorial Aique. Autora Silvana Perlmuter. Impresión
2009 Buenos Aires.
Ciencias
Naturales 5. Autora Mercedes Carvani.
Editorial Santillana. Impresión 2008 Buenos Aires. Argentina.
Ciencias
Naturales 8. Autora María Gabriela Barderi. Editorial Santillana. Impresión
2008.Buenos Aires. Argentina.
Ciencias
Naturales 2. Ciclo Básico de Educación secundaria escuelas rurales. Serie
horizonte. Ministerio de Educación impreso 2007. Buenos Aires. Argentina.
Ciencias
Naturales 3. Ciclo Básico de Educación secundaria escuelas rurales. Serie
horizonte. Ministerio de Educación impreso 2009. Buenos Aires. Argentina.
Biología
2. El funcionamiento de los seres vivos y sus cambios a través del tiempo.
Autora Susana Álvarez y otros. Editorial Santillana. Impresión 2009. Impreso
Buenos Aires. Argentina.
Ciencias
Naturales 9. Autora Patricia Antokolec. Editorial Puerto de Palos. Impresión
2006. Impreso Buenos Aires Argentina.
Ciencias
Naturales 8. Autora Mónica Capurro. Editorial Puerto de Palos. Impresión 2005.
Impreso en Buenos Aires. Argentina
Ciencias
La ciencia es un conjunto de conocimientos
que se organiza de forma sistemática, a partir de la observación,
experimentación y razonamiento dentro de un área específica.
Muchas veces, cuando hablamos de ciencias,
nos referimos a un gran grupo de ellas, pero es importante aclarar que no son
todas iguales. Algunas ciencias basan su estudio en hechos o fenómenos
observables, y otras, en ideas. Las primeras como la biología, la física, la
química, se denominan ciencias fácticas, las segundas como las matemáticas y la
lógica, ciencias formales.
Las características de las ciencias son:
Fiable: ya que, si bien en determinados momentos la forma de observar y
de explicar la Naturaleza es de una manera y luego puede cambiar, no significa
que no podamos confiar en ella.
Por lo tanto, es muy importante tener en cuenta que la ciencia es
dinámica y susceptibles de ser modificada.
El método
científico
La biología, al igual que el resto de las
ciencias naturales como la química, la física o la geología, pretende encontrar
una explicación sobre cómo y por qué se dan los distintos procesos de la
naturaleza; en el caso concreto de la biología, en los seres vivos.
Para esto, científicos han aceptado la
necesidad de cumplir una serie de pasos para que las conclusiones a las que se
lleguen sean válidas y aceptables. A estas etapas las conocemos como el método
científico.
El método científico es un proceso
sistemático basado en la observación y la experimentación, gracias al cual
obtenemos conocimiento científico, y para llegar a este, es necesario seguir
una serie de pasos:
1. Etapa: Observación Reconocer el problema.
2. Etapa: Formulación de hipótesis Hacer
suposiciones verosímiles y contrastables para explicar el problema.
3. Etapa: Experimentación-control de
variables Diseñar experimentos para confirmar o descartar las hipótesis
buscando relaciones entre ellas, controlando, variables no medidas que puedan
influir.
4. Etapa: Conclusiones Obtenerlas a partir de
hipótesis confirmadas.
Biología
La palabra biología proviene del
griego BIOS que significa ‘vida’ y logos que significa ‘estudio’.
Por lo tanto, podemos definir a la biología como la ciencia que estudia los
seres vivos. En primer lugar, debemos recordar que las ciencias
naturales son aquellas que
están relacionadas con la naturaleza y en las que aplicamos el método
científico. Dentro de ellas
incluimos biología, geología, física y química.
Teorías sobre el origen de la vida.
Durante la Edad Media y hasta el siglo XVI
predominaba la idea de que los seres vivos eran creados por un poder divino.
Sin embargo, ya en el siglo XVII, comenzó a tomar fuerza una idea que ya había
surgido en pueblos de la Antigüedad: que los organismos vivos aparecían por
generación espontánea.
Teoría Fijista o Fijismo, que sostenía que todas las formas de vidas eran inmutables. Estas
ideas fueron reforzadas por la Teorías
Creacionistas, la cual todos los seres vivos fueron creados a partir de
un Dios creador y permanecieron siempre sin cambios.
El Creacionismo: Una de las teorías planteadas sobre el origen de la vida, donde se propone
que todos los seres vivos provienen de un creador divino. Sin embargo, esta
teoría no se puede probar a través del método científico.
La generación espontánea mantiene
el pensamiento de que ciertos seres vivos, como insectos, gusanos o ratones, se
originan de forma repentina a partir de materia inorgánica.
En 1668, Francesco Redi realizo un
experimento con el objetivo de refutar la teoría de la generación espontánea.
Para ello, puso carne en descomposición en distintas bandejas, una de ella
tapada con una tapa, otra cubierta por una tela y otra totalmente descubierta.
Según la teoría de la generación espontánea las larvas aparecerían de forma
repentina, pero Redi demostró que las larvas solo aparecían en la carne sin
tapar, ya que en el resto las moscas no podían depositar los huevos.
En 1809 Lamarck público su obra Filosofía zoológica,
considerada la primera teoría evolucionista de la historia científica moderna.
Las teorías evolucionistas son todas aquellas
teorías que proponen la diversidad actual de especies como fruto de cambios
sucesivos en especies anteriores.
La teoría de Lamarck se puede resumir en los
siguientes tres puntos:
• Todas las especies actuales proceden de
otras especies anteriores, a partir de las cuales se han originado mediante
cambios sucesivos.
• Estos cambios se han producido por un
esfuerzo intencionado de los organismos, dirigido a mejorar ciertas cualidades.
Estas cualidades mejoradas serán los llamados caracteres
adquiridos.
• Los caracteres adquiridos a lo largo de la
vida de un organismo que resultan beneficiosos pasaran a sus descendientes.
las especies pudiesen evolucionar.
Su obra, traducida al francés, parece que fue
conocida por Darwin.
La
teoría de Lamarck es evolucionista: Hasta 1809 todas las teorías
proponían que las especies existentes habían existido desde la creación y
siempre habían sido iguales. Sin embargo, en esa fecha Lamarck propuso una
teoría en la que se considera que las especies cambian a lo largo del tiempo en
función del ambiente, a lo que denomino evolución.
Actualmente, no se aceptaría la teoría de
Lamarck por dos razones:
• Los caracteres que pasan a la descendencia
son los caracteres heredables cuya información se encuentra en el ADN
organizada en genes. Los organismos no pueden inducir cambios voluntariamente
sobre el ADN y, por tanto, no hay intencionalidad en la evolución.
• Los cambios físicos y fisiológicos que
puede favorecer un organismo no afectan al ADN y, por tanto, no pasaran a sus
descendientes.
Charles Darwin es uno de los
científicos más conocidos e influyentes de la historia de la biología, destaco
por sus grandes dotes como observador naturalista.
El viaje de Darwin. Después de abandonar los
estudios de Medicina, emprendió un viaje alrededor del mundo a bordo del Beagle
que duro cinco años (1831-1836). Durante este viaje llevo a cabo numerosas
expediciones a tierra firme, en el transcurso de las cuales:
• Observo las variaciones de diferentes
poblaciones cercanas en el espacio, pero separadas por barreras geográficas,
como las poblaciones de pinzones en las islas Galápagos.
• Elaboro detalladas descripciones de toda la
flora y la fauna que iba estudiando.
• Tomo muestras de fósiles, animales y
vegetales. Ej.: huesos de Megaterium que encontró en Sudamérica.
Charles Darwin
Las islas Galápagos, en el océano Pacifico,
fueron una de las escalas del viaje de Darwin que más marcaron sus
investigaciones. Permanecieren ellas poco más de dos semanas durante el otoño
de 1835.
La teoría de Darwin: se asienta en tres
puntos fundamentales:
• La variabilidad: Las poblaciones de seres
vivos no son uniformes, sino que presentan cierta variabilidad, mayor o menor
en función de la especie observada. En un ambiente estable con suficientes
recursos, las poblaciones mantienen el número de individuos y conservan su
variabilidad.
• La adaptación: Ante un cambio en el
ambiente desfavorable a una especie, de entre toda la variabilidad existente,
habrá algunos individuos que quizá presentaran unas características más
adecuadas al nuevo ambiente. Estos individuos estarán mejor adaptados.
• La selección natural: Los individuos mejor
adaptados se reproducirán más fácilmente y dejarán más descendencia. Esta
descendencia heredara los caracteres que determinan una mejor adaptación. Si la
selección se repite en cada toda la población
presentara el carácter que determina una mejor adaptación.
Los antecesores de las jirafas actuales
formaban una población con cierta variabilidad para el carácter ≪longitud del cuello≫; ciertos individuos tenían el cuello más
largo.
Cuando escasea el alimento, los individuos
con el cuello más largo llegan mejor a las capas superiores del follaje. Están
mejor adaptados.
Los individuos con el cuello más largo se
reproducirán con mayor facilidad y dejarán más descendientes, aumentando su
proporción en la siguiente generación. La selección natural seguirá actuando
generación tras generación hasta dar lugar a las jirafas actuales.
El viaje del Beagle
El 27 de diciembre de 1831, el Beagle zarpo
de Plymouth (Inglaterra) y no regreso hasta casi cinco años después, el 2 de
octubre de 1836. El barco inicio su travesía hacia Sudamérica, y recorrió gran
parte de su costa, desde Bahía (Brasil) hasta las islas Galápagos (Ecuador)
pasando por las costas de Uruguay, Argentina, Chile y Perú. La etapa americana
del viaje duro cerca de cuatro años, después de los cuales, el Beagle se
dirigió a Australia y Nueva Zelanda. Desde allí el viaje continuo por el sur de
África hasta, finalmente, volver a Inglaterra.
A pesar de que todas estas especies forman
parte del mismo grupo taxonómico y son muy cercanas entre sí, presentan una
clara diferenciación en la estructura de su pico, lo cual se ha convertido en
una de las pruebas más importantes a favor de la teoría darwinista de la
evolución de las especies. Después de numerosos estudios, se ha demostrado que
la estructura del pico de los pinzones está directamente relacionada con la
alimentación de cada uno de ellos y, por tanto, con los alimentos disponibles
en cada isla del archipiélago de Galápagos. De esta manera, existen pinzones
que se alimentan de frutas, otros de insectos y otros de semillas. Los pinzones
frugívoros tienen un pico similar al de un loro, preparado para romper los
frutos; mientras que los que se alimentan de semillas tienen un pico grueso que
les permite machacar las semillas con facilidad; mientras que los pinzones
insectívoros tienen un pico más fino y alargado para alcanzar larvas o cazar
insectos con facilidad.
Este hecho es un claro ejemplo para ilustrar
las ideas de Darwin sobre la evolución de las especies. Unas aves, en principio
similares, pero con cierta variabilidad entre sus individuos, se vieron
sometidas a distintos ambientes (en cada isla existían distintas condiciones
ambientales y diferentes alimentos disponibles). Esto provocó que los
individuos con distintas características fueran seleccionados en las islas en
las que el ambiente les era más favorable y fueran desapareciendo en el resto
de islas. De esta forma, los pinzones que consiguieron sobrevivir lo hicieron
porque se adaptaron al medio en el que se encontraban. Como estos individuos se
adaptaron mejor, tuvieron más descendencia, con lo que sus características se
seguían repitiendo en las siguientes generaciones. De esta forma, la selección
natural fue actuando hasta dejar en cada isla solamente pinzones con
características adecuadas para la supervivencia en cada una de ellas.
La especiación y las teorías actuales
Las teorías actuales sobre el origen de las
especies toman como base la teoría sintética de la evolución, pero difieren
entre ellas sobre todo en lo relativo al momento y al cómo se da la aparición
de nuevas especies. Una especie es un conjunto de individuos más o menos
parecidos que son capaces de reproducirse
entre ellos y dar lugar a descendencia fértil. El proceso de aparición de una
nueva especie a partir de una preexistentes lo que llamamos especiación.
Para que se dé la especiación, deben
producirse los siguientes fenómenos:
• Un grupo de individuos de una determinada
población evoluciona diferenciándose del resto de la población.
• Ese grupo de individuos no puede
reproducirse con la población inicial debido a que existe una separación física
(ej.: vivir en dos islas diferentes) o temporal (ej.: épocas de fertilidad en
distintas estaciones).
• Las diferencias son cada vez mayores, hasta
que llega un momento en el que, si se intentaran reproducir dos individuos de
cada una de las poblaciones, no llegarían a reproducirse o no tendrían
descendencia fértil. Ya se trata de dos especies diferentes.
Según la interpretación evolucionista del
origen de las especies científicamente aceptada, todas las poblaciones de
especies actuales provienen de otras especies ancestrales a partir de las
cuales se han originado.
La biodiversidad actual no es más que el
resultado de la evolución por especiaciones sucesivas desde los primeros seres
vivos que poblaron la Tierra hace 3850 millones de años. La historia y el
parentesco evolutivo de una especie se pueden representar mediante un esquema
en forma de árbol llamado cladograma.
Nivel de organización
Célula: Unidad fundamental de la vida.
Hay seres vivos constituidos por una sola célula; son los organismos
unicelulares. Por otra parte, están los organismos pluricelulares, en los que
las células que los forman se especializan según la función que lleven a cabo.
Tejido: Conjunto de células parecidas que realizan
la misma función y tienen el mismo origen. Ej.: tejido hepático.
Órgano: Conjunto de tejidos que funcionan
coordinadamente en el desempeño de una función concreta. Ej.: hígado.
Sistema: Grupo de órganos que participan
conjuntamente en la realización de una función
vital. Ej.: sistema digestivo.
Población: Conjunto de individuos de la misma especie
que conviven al mismo tiempo en un espacio determinado. Ej.: población de atunes.
Comunidad: Conjunto de poblaciones de diferentes especies que establecen
relaciones entre sí. Ej.: comunidad pelágica del Pacifico.
Ecosistema: Comunidad de poblaciones que viven en un mismo entorno físico y
establecen diferentes tipos de relaciones entre todos sus integrantes. Ej.:
ecosistema de aguas marinas templadas.
La célula
La célula, por tanto, es la base de la vida,
pero, igual que encontramos diversidad de organismos, también existe diversidad
de células. Principalmente diferenciamos dos tipos de células: procariotas
y eucariotas
Origen de la célula
La aparición de las primeras células con
núcleo y orgánulos diferenciados, las eucariotas, se sitúa hace unos 1400
millones de años. Su aparición se explica según la teoría de la endosimbiosis
seriada propuesta por Lynn Margulis.
La teoría de la endosimbiosis propone que el
origen de las células eucariotas se encuentra en la incorporación sucesiva de
células procariotas que crean una relación de simbiosis interna.
Según esta teoría, una célula procariota
primitiva fagocitaría a una bacteria más pequeña capaz de obtener energía
mediante la respiración celular. En vez de digerir a esta bacteria, el
organismo primitivo mantendría en su interior a la bacteria, puesto que podría
beneficiarse de su creación de energía por la respiración. Por su parte, la
bacteria pequeña obtendría el beneficio de la protección que le otorgaría estar
en el interior de un organismo más grande. Este sería el origen de las
mitocondrias.
Según Margulis, este mismo proceso habría
ocurrido con bacterias espiroquetas las cuales llegarían a formar flagelos. De
esta forma se originaria un organismo heterótrofo que podría evolucionar hacia
protozoos y, más tarde, hacia las células animales tal y como las conocemos
actualmente.
Por otro lado, ese organismo primitivo
también podría haber ingerido una cianobacteria, capaz de realizar la
fotosíntesis, y al mantener también con ella una relación endosimbiotica, se
habrían originado los cloroplastos y, por tanto, las células vegetales
primitivas. Esta teoría explicaría la presencia de ADN, propio en algunos
orgánulos como las mitocondrias y los cloroplastos, así como la presencia en
estos de una doble membrana que sería resultado de la envoltura de una célula
por la membrana de la célula de mayor tamaño
Célula procariota
Definimos a la célula procariota (pro = ‘antes de’ y carión = ‘nucleo’) como una célula que no
posee un núcleo verdadero, ya que carecen de envoltura nuclear que delimite la zona donde se encuentra el
material genético. Además de la ausencia de envoltura nuclear, la célula
procariota se caracteriza por tener un tamaño pequeño, entre 1 y 5 μm; por no poseer orgánulos y por ser el tipo de
célula presente en bacterias.
Célula eucariota
La célula eucariota (eu = ‘verdadero’ y corión = ‘núcleo’) es aquella célula que posee un núcleo real definido por una envoltura nuclear y en cuyo
interior se encuentra el material hereditario. Su tamaño es variable, pero
siempre mayoral de las células procariotas y puede ir desde10 μm hasta varios
centímetros como los huevos de algunas aves. Dan origen a todos los seres vivos
que no son bacterias, esto es, a los organismos pertenecientes a los reinos
protoctista, fungí, plantae y animalia.
Aunque existen diversos tipos de célula
eucariota como las que conforman a los hongos, las algas o los protozoos, las
células eucariotas más representativas son la célula vegetal y la célula animal.
•
Célula vegetal: Presente en todos
los tejidos de plantas. Cuentan con una pared de celulosa, diferente al de las
procariotas y hongos, y que otorga protección y rigidez a la célula. También
cuentan con cloroplastos, donde ocurrirá la fotosíntesis; y poseen vacuolas de gran tamaño que ocupa
gran parte de la célula desplazando al núcleo hacia un lateral.
• Célula
animal: Presente en todos
los tejidos animales. A diferencia de las vegetales, carecen de cloroplastos y
de pared celular, pero poseen centriolos que tienen una gran importancia en la
división celular. Las vacuolas son más numerosas que en la célula vegetal, pero
mucho más pequeñas. Eucariotas más representativas son la célula vegetal y la
célula animal.
Partes de la célula
El núcleo: La mayor parte del ADN que contiene una
célula eucariota se encuentra en el núcleo, que caracteriza este tipo de células y está limitado por la
envoltura nuclear.
Estructura:
Según la fase en
que se encuentre la célula, en el nucleoplasma distinguimos:
• Los
cromosomas: Largas cadenas de
ADN asociadas a proteínas, las más abundantes de las cuales son las histonas.
Estas proteínas permiten el empaquetado y el desempaquetado de los cromosomas
según la fase del ciclo en que se encuentre la célula.
• El nucléolo: Pequeño corpúsculo más o menos esférico y denso que podemos
distinguirlo al microscopio óptico debido a su tamaño, entre 1 y 7. El nucléolo
está formado por cromatina de diversos cromosomas, y por proteínas asociadas a
ARN. Puede haber uno o más de uno.
Funciones:
El núcleo
desarrolla en las células eucariotas dos funciones fundamentales:
• Contiene la información genética que se
transmite de una generación a la siguiente.
• Controla la actividad que tiene lugar en la
célula.
Estas funciones son posibles por el hecho de
que:
• Los cromosomas contienen un mensaje, contenido en la
secuencia de sus nucleótidos, que determina la síntesis de las
proteínas de la célula.
• En el nucléolo se sintetiza el ARNr que formara los
ribosomas y se ensamblan los componentes: las proteínas ribosómicas
sintetizadas en el citosol pasan al interior del núcleo y se dirigen al
nucléolo, donde se unen a las diversas moléculas de ARNr.
• Una vez conseguido el ensamblaje, los
ribosomas pasan al citosol, donde se completa su estructura definitiva. El
control del núcleo sobre la célula es posible porque está permanentemente en
contacto con el citosol, gracias al paso selectivo de sustancias que se produce
a través de los poros de la envoltura nuclear.
Membrana plasmática:
Rodea al citoplasma; constituye el límite
entre la célula y su entorno.
El retículo endoplasmático: Se encuentra en todas las células eucariotas y ocupa hasta el 10 % de su
espacio interior. El retículo es un orgánulo fundamental que interviene en funciones
relacionadas con la síntesis proteica y el transporte intracelular.
Estructura:
Es un conjunto de
cavidades, túbulos y vesículas conectados entre sí y rodeados por una única membrana, que se prolonga formando la envoltura nuclear. El espacio que queda
limitado en el interior lo llamamos lumen.
Distinguimos dos zonas bien diferenciadas:
• Una zona en la que se encuentran ribosomas
asociados a las membranas, que denominamos retículo endoplasmático rugoso
(RER).
• Una zona sin ribosomas, que llamamos retículo
endoplasmático liso (REL).
Retículo endoplasmático
rugoso (RER): Su función está determinada por la presencia
de ribosomas. Estos ribosomas proceden del citosol y su incorporación al
retículo depende de la asociación entre el ribosoma y el ARNm.
Su principal función es la de síntesis de
proteínas con los ribosomas fijados a sus membranas. Las proteínas sintetizadas
pasan del RER al REL, luego al aparato de Golgi y de allí, a los lisosomas, a
la membrana plasmática o al exterior.
Las
proteínas sintetizadas antes de ser transportadas a otros orgánulos o al
exterior celular deben ser glucosilados, para convertirse en glucoproteina.
Proceso que se da en el lumen del retículo.
Retículo endoplasmático liso: función síntesis, almacenamiento y
trasporte de lípidos.
Se sintetizan los lípidos constituyentes de
las membranas: colesterol, fosfolípidos, glucolipidos, etc.
Los ácidos grasos se sintetizan en el
citosol. En las células del tejido muscular estirado, el retículo libera calcio,
activando la concentración muscular. La
detoxificacion, sus membranas contiene enzimas desintoxicantes que degradan
sustancias liposolubles que poden ser nocivas y las transforman en sustancias
solubles, que pueden ser excretadas por el organismo. En los vertebrados, la
detoxificacion se realiza principalmente en las células del hígado, riñones,
intestino, pulmones y piel.
Además produce la liberación de glucosa a
partir del glucógeno (en hepatocitos). El glucógeno almacenado en el hígado se
encuentra en forma de pequeños gránulos adheridos a las membranas del REL.
Cuando se necesita energía el glucógeno se degrada obteniéndose glucosa- 6-
fosfato en el citoplasma. El REL elimina el grupo fosfato y las moléculas de
glucosa entran en el REL y, son enviadas a la sangre hacia donde las requieran.
Producen vesículas de transportes con
proteínas y lípidos recién sintetizados para llevarlos hacia el aparato de
Golgi.
Aparato de Golgi:
Es un orgánulo común a todas las células
eucariotas y está especialmente desarrollado en las que tienen actividad secretora.
Estructura
Está formado por una serie de vesículas en
forma de saco llamadas cisternas; en su interior se encuentra un espacio llamado
lumen del aparato de
Golgi. Las cisternas se apilan en grupos de cinco a diez y forman un dictiosoma.
En las proximidades de los dictiosomas hay
una gran cantidad de pequeñas vesículas que se forman en las cisternas y que se
desprenden de ellas.
Los dictiosomas presentan dos caras bien
diferenciadas:
—La cara cis: Orientada hacia el retículo endoplasmático,
por la que los materiales procedentes de este orgánulo se incorporan a las
cisternas.
—La cara trans: Opuesta a la anterior, por donde se liberan
las vesículas de secreción, que contienen los productos de la actividad del
aparato de Golgi y que se dirigen hacia la membrana plasmática o hacia los lisosomas.
Funciones
En el aparato de Golgi se producen el
almacenamiento y la transformación de las sustancias procedentes del retículo endoplasmático.
Estas transformaciones consisten principalmente en la glicosilacion de
proteínas y lípidos, sintetizados en el retículo, a cadenas de glúcidos, para obtener
glucoproteínas y glucolípidos.
Estas transformaciones se producen de manera
secuencial, a medida que las sustancias van pasando de la cara cis a la cara trans de los dictiosomas.
Peroxisomas:
Están presentes en las células eucariotas y
pueden encontrarse dispersos por el citoplasma o bien estrechamente
relacionados con otros orgánulos, como mitocondrias o cloroplastos.
Estructura
Son orgánulos rodeados de una membrana cuyas
formas y dimensiones son variables, y contienen:
•
Enzimas oxidasas: Oxidan diversos compuestos como ácidos grasos, aminoácidos, bases
nitrogenadas, etc.
• El
enzima catalasa: Degrada peróxido
de hidrogeno (H2O2). Se encuentra a menudo en forma cristalizada y al
microscopio electrónico es fácilmente identificable por su aspecto de red.
Funciones
Los peroxisomas son orgánulos que contienen
enzimas en los que se utiliza oxígeno para eliminar átomos de hidrogeno de unos
determinados sustratos.
Como resultado de esta oxidación, en algunos casos
se obtiene agua y, en otros casos, peróxido de hidrogeno. Al ser esta última
sustancia muy toxica para las células, se requiere la acción del enzima
catalasa, que degrada el peróxido de hidrogeno y produce agua y oxígeno.
• En la oxidación de los ácidos grasos que se
produce en las semillas oleaginosas cuando están germinando.
Estos tipos de peroxisomas reciben el nombre
de glioxisomas y la célula los utiliza para producir energía.
• En el proceso de fotorrespiracion, mediante
el cual las plantas obtienen glúcidos consumiendo oxígeno y liberando dióxido
de carbono.
• En procesos de destoxicacion que tienen lugar
en algunos tejidos, como la degradación
del etanol en el hígado y en los riñones de
los vertebrados.
Muchas de estas reacciones se producen a
partir de productos obtenidos en las mitocondrias o los cloroplastos.
Las vacuolas:
Son orgánulos característicos de las células vegetales,
aunque no exclusivos de ellas.
Estructura: Están rodeadas de una membrana
unitaria o simple llamada tonoplasto, y en su interior se encuentra una sustancia
fluida de composición variable.
Las vacuolas pueden ocupar entre un 5 % y un
90 % del volumen celular, aunque casi siempre ocupan más del 30 %.
Funciones: Desempeñan funciones muy diversas,
hasta el punto de que en una misma célula puede haber vacuolas con funciones
diferentes.
En las células vegetales, las vacuolas
intervienen en estos procesos:
• Constituyen reservas de sustancias
nutritivas, que están a disposición de las necesidades
de la célula.
• Actúan como almacenes de productos tóxicos
para la célula.
• Contribuyen al crecimiento de los tejidos, por
presión de turgencia.
• Pueden actuar con funciones análogas a los
lisosomas cuando contienen enzimas hidrolíticos que degradan diversas
sustancias.
• Contribuyen a la homeostasis del interior
celular.
Ribosomas:
Los ribosomas se encuentran tanto en las
células procariotas como en las eucariotas. Están compuestos por ARN y
proteínas. En las células eucariotas, están libres en el citosol, adheridos al
retículo endoplasmático rugoso y a la envoltura nuclear, así como en el
interior de los cloroplastos y las mitocondrias.
Estructura: Todos los ribosomas presentan una estructura
similar en la que se distinguen dos subunidades, una grande y una pequeña, que
se identifican cuando se produce una ultra centrifugación.
Función:
En los ribosomas
tiene lugar la síntesis de proteínas; es decir, la unión de los aminoácidos de
una proteína que sigue una secuencia establecida genéticamente.
Lisosomas:
Los lisosomas son orgánulos característicos de las células
eucariotas.
Estructura
Son pequeñas vesículas de forma y tamaño. Los lisosomas están
limitados por una membrana y, en su interior, contienen enzimas que catalizan
la hidrolisis o digestión de macromoléculas.
Funciones
Los lisosomas se encargan del hidrolisis de macromoléculas. Estas
macromoléculas pueden proceder:
• Del exterior de la célula, por endocitosis, por ejemplo, las
sustancias nutritivas que tienen que digerirse.
• Del interior de la célula, como es el caso de los componentes de
la propia célula que envejecen. Este proceso se conoce como autofagia.
El citosol:
Es la parte del citoplasma que ocupa el espacio comprendido entre
los orgánulos membranosos. También lo denominamos hialoplasma por su aspecto translucido.
Composición y funciones
El citosol está constituido mayoritariamente por agua; proteínas,
ARN de diversos tipos, aminoácidos, glúcidos, nucleótidos e iones de naturaleza
diversa.
• Constituye una reserva de
materiales
Citoesqueleto:
Es un conjunto de filamentos y túbulos. El citoesqueleto es, en muchos casos, una estructura cambiante, ya que cuando la situación fisiológica de la célula lo requiere, se produce microfilamentos, los microtúbulos y los filamentos intermedios.
Pared celular:
Solo están presente en las células procariotas y en las células
eucariotas vegetales. Sostiene y da forma a la célula.
dominios y reinos de los seres vivos
Clasificación
Taxonómica
Carl von Linneo (1707-1778) fue un naturalista sueco que
desarrollo las principales categorías en que se organizan los seres vivos y el
sistema de nomenclatura binomial.
Estudio medicina, aunque mostraba una verdadera afición por la
botánica. En 1735 publico su Systema naturae (Sistema
natural), donde se propone de forma esquemática un sistema de clasificación
taxonómica para los reinos animal, vegetal y mineral. El sistema de clasificación
que propuso para el reino vegetal continua vigente hoy en día.
Los reinos Biológicos
La división en grandes grupos más común es la
de reino
que, según la última actualización de Whittaker y Margulis, podemos dividir en
cinco: Monera (bacterias),
Protoctista
(protozoos y algas), Fungí
(hongos), Animalia
(animales) y Plantae
(plantas).
A
continuación, revisaremos las características principales de los cinco reinos.
· Monera
A
los moneras o
procariontes los
conocemos habitualmente como bacterias.
Este reino incluye a todos los organismos formados por células procariotas.
Todos ellos son organismos unicelulares
y microscópicos.
El
tamaño promedio de estos organismos es de entre 1 y 30 μm (micrómetro o micra)
y tienen una gran diversidad de formas, entre las que destacan los cocos
(esferas), cocobacilos (óvalos), bacilos (cilindros), espirilos (espirales) o
vibrios (forma de coma).
De
igual manera que existe una gran diversidad morfológica, las bacterias
presentan una enorme diversidad metabólica y son capaces de obtener energía de
diversas maneras posibles.
Existen
tanto bacterias autótrofas como heterótrofas en función de la obtención del
carbono, así como bacterias fototrofas o quimiotrofas en función de la
obtención de la energía.
Dentro
de este reino, existen especies de gran importancia para el ser humano, en
vista de que pueden ser patógenos
que nos afecten de forma negativa, pero también
pueden habitar habitualmente en nuestro cuerpo y crear una simbiosis con el ser
humano con la cual salimos beneficiados.
· Protoctista
El
reino de los protoctistas
(o protistas)
es un grupo muy heterogéneo y con mucha diversidad de organismos. En realidad,
dentro de los protistas clasificamos a todos los organismos eucariotas que
no son animales, plantas ni hongos; y por este motivo aparece esa
heterogeneidad. De una forma simplificada, podemos decir que los protoctistas
son algas,
protozoos y
mohos mucilaginosos. Mohos
mucilaginosos presentan similitudes
con los hongos. Suelen formar agregados multicelulares y se caracterizan por
ser saprobios, es decir, se alimentan de materia orgánica muerta actuando como descomponedores. Algunos mohos de este grupo pueden provocar plagas que afectan a cosechas, como la
papa o la vid.
Todos
los protoctistas son eucariotas y pueden ser tanto unicelulares como
pluricelulares,
aunque
no llegan a formar tejidos. Por lo general, son microscópicos. La mayoría de
los protistas son acuáticos y, los que no lo son, viven asociados a hábitats
terrestres húmedos o habitan el medio interno de otros organismos y dan origen
a fenómenos de endosimbiosis.
En cuanto a su metabolismo, los protistas también son muy heterogéneos y
encontramos tanto organismos autótrofos como heterótrofos.
Las
algas: son protistas fotosintéticos que
viven en un medio acuático. Pueden ser unicelulares y pluricelulares, pero no
forman tejidos verdaderos ni haces vasculares.
Estos
organismos son de gran importancia, puesto que muchas de estas algas habitan
cerca de la superficie del océano y forman el fitoplancton. Estos organismos
generan casi el 100 % de la producción primaria en los sistemas oceánicos y el
40 % de la producción primaria en todo el planeta, y liberan una gran cantidad
de oxígeno a la atmosfera.
A
las algas las solemos clasificar en función de su pigmentación, la que provoca
que tengan colores diferentes. Las más representativas son: Algas verdes.
Poseen cloroplastos y posiblemente fueron los organismos a partir de los cuales
evolucionaron las plantas terrestres. La mayoría son acuáticas y habitan tanto
en océanos como en aguas continentales, aunque algunas pueden asociarse
simbióticamente con hongos y dar lugar a líquenes que viven sobre rocas o
troncos de árboles. Algas rojas. Poseen varios pigmentos, entre ellos
carotenoides, que les otorgan el color rojo. Practicamente, todas son marinas y
algunas son muy importantes, ya que las utilizamos como alimento o aditivos
alimenticios como el agar. Algas pardas. Viven en mares templados y costas
frías, y pueden llegar a formar grandes
• Diatomeas:
Forman parte del fitoplancton. Son unicelulares y en ocasiones forman colonias.
Están protegidas por una pared de sílice que tiene un gran interés comercial,
ya que se usa en agricultura para fertilizar la tierra.
• Dinoflagelados:
Junto con las diatomeas son los organismos más importantes del fitoplancton.
Igualmente son unicelulares y pueden formar colonias, pero se diferencian de
las diatomeas en que los dinoflagelados presentan flagelos.
Los protozoos
Los protozoos son organismos unicelulares, microscópicos y heterótrofos.
Los consideramos los predecesores evolutivos de los animales. Los clasificamos en
función de su movilidad que da origen a los siguientes grupos:
• Rizópodos: Son las amebas y se desplazan mediante pseudopodos.
• Ciliados: Se desplazan gracias a cilios. Los paramecios (genero Paramecium) son los más representativos de este grupo.
• Flagelados: También los conocemos como mastigóforos y poseen uno o más flagelos.
• Esporozoos: No presentan apenas movilidad y son parásitos.
·
Fungí
El reino fungí,
conocido habitualmente como hongos,
se diferencia del resto de los reinos en que sus células poseen paredes
celulares compuestas por quitina, lo que las diferencias de cualquier otro tipo
de célula. En este reino se incluyen las levaduras
y hongos, algunos de los cuales dan lugar a setas o callampas.
Todos
los hongos son eucariotas
y se reproducen por esporas. Algunos de ellos son
unicelulares, pero la gran mayoría forman una estructura pluricelular y unos
filamentos denominados hifas.
Las hifas se agregan entre sí para dar lugar al micelio, que constituye el cuerpo
del hongo. Algunas especies componen, además, un cuerpo fructífero que tiene
función reproductora y al que conocemos habitualmente como seta o
callampa.
Todos
los hongos son organismos heterótrofos,
generalmente saprobios,
en vista de que se alimentan de materia orgánica muerta a la cual descomponen.
Por este motivo los conocemos generalmente como organismos descomponedores.
Algunos
hongos presentan relaciones
simbióticas con algas, esto da lugar a líquenes. Los
hongos tienen una enorme importancia, puesto que a muchos de ellos los
usamos como alimentos o
medicina, pero muchos otros pueden ser parásitos venenosos y generan
enfermedades.
· Plantae
El
reino Plantae,
conocido generalmente como plantas, incluye a los organismos eucariotas,
fotosintéticos,
con cloroplastos y
cuyas células poseen una pared
celular formada por celulosa.
Dentro de este reino podemos diferenciar tres grandes grupos: Briófitos (musgos),
Pteridófitos
(helechos) y Espermatofitos
(gimnospermas y angiospermas).
Los
musgos o
briofitas son un grupo de plantas no vasculares, es
decir, no poseen un sistema vascular o circulatorio que transporte agua y
nutrientes por toda la
planta. Son relativamente pequeños, por lo general de menos de 20 cm de altura;
y forman almohadillas.
Seguramente, son descendientes evolutivos directos de las algas
verdes y habrían sido los primeros en colonizar el medio terrestre. Sin
embargo, necesitan habitar lugares húmedos y con gran cantidad de agua. Dentro
de este grupo, hay diversidad de especies, pero más comunes son del genero Sphagnum, que llegan a cubrir el 1 % del total de la superficie terrestre.
Los
helechos o
pteridofitas si tienen sistema vascular,
pero se diferencian de las otras plantas vasculares en que no producen
semillas. Viven en zonas húmedas, generalmente en regiones tropicales, aunque
pueden encontrarse en hábitats templados e incluso áridos. Algunos pueden
llegar a ser epífitas,
esto es, crecen sobre otros árboles. Su tamaño es variable y los hay desde
pequeños hasta de gran porte como los helechos arbóreos. Sus hojas están
enrolladas cuando son jóvenes y se van desenrollando al crecer. Al no producir
semillas, los helechos se reproducen por esporas
que se encuentran acumuladas en la parte interior de
las hojas en unas estructuras denominadas soros.
Espermatofitas: (también
conocidas como fanerógamas)
son plantas vasculares que generan semillas; es
decir, la mayoría de las plantas que conocemos comúnmente. La semilla es un
gran avance evolutivo en las plantas, puesto que estas pueden propagarse a espacios
lejanos y permite a la planta colonizar nuevos hábitats. Además, las semillas
permiten que el germen de una planta soporte condiciones inadecuadas durante un
largo periodo hasta que llegue el momento idóneo para germinar y crecer como
nuevo individuo. Esto ocurre debido a que tienen cubiertas muy resistentes y en
el interior almacenan nutrientes que otorgan energía al embrión de la planta
hasta que puede nutrirse por sí misma.
Las espermatofitas poseen flores que actúan como sistema
reproductor de la planta. En ellas se originan gametos que pueden ser óvulos (gameto
femenino) o polen (gameto masculino). El polen de una flor masculina puede propagarse
y llegar hasta una flor femenina en la cual fecundara al ovulo en un proceso
conocido como polinización. De esta forma,
se genera una semilla que puede permanecer mucho tiempo en latencia hasta que
germina y da lugar a una nueva planta.
Actividades
Las plantas espermatofitas se dividen en dos grandes grupos:
gimnospermas y angiospermas.
Las gimnospermas son aquellas que tienen la semilla desnuda
mientras que las angiospermas tienen la semilla protegida.
Gimnospermas
Las
gimnospermas son
plantas espermatofitas, es decir, que producen semillas, pero estas semillas no están protegidas.
Presentan flores diferentes a las de las angiospermas en las que la semilla
está expuesta. Todas las gimnospermas son leñosas y suelen ser árboles y
arbustos. Las dividimos en cuatro grandes grupos de gimnospermas: cícadas, ginkgos, gnetófitos y
coníferas.
Angiospermas
Las
angiospermas son
el grupo más amplio y diverso de plantas. Se diferencian de las gimnospermas en
que las semillas están
protegidas
por una estructura conocida como fruto.
Sus
flores son complejas y normalmente de colores llamativos con el objetivo de
atraer insectos para que sean ellos quienes
polinicen. Cuando la flor esta polinizada, el ovulo fecundado se convierte en
semilla y la parte de la flor que lo rodea, conocido como carpelo, se desarrolla y da origen al fruto que protege a la semilla.
Animalia
El
reino Animalia agrupa
a todos los animales que se caracterizan por ser organismos eucariotas,
heterótrofos
y pluricelulares.
Se encuentran muy cercanos a los hongos, pero se distinguen de estos en que los animales no tienen pared celular y se nutren por
ingestión mientras que los hongos lo hacen por absorción.
El origen de los animales, al igual que el de las plantas, posiblemente
se encuentre en el reino protoctista. Mientras que las plantas habrían
evolucionado a partir de las algas, los animales habrían hecho lo mismo a
partir de los protozoos. Podemos encontrar una gran diversidad de animales y la
división de este grupo es muy amplia, compleja y los dividimos en vertebrados e invertebrados.
Vertebrados
|
Clasificación
|
Mamíferos
|
Peces
|
Aves
|
Anfibios
|
Reptiles
|
|
Características
|
|
Cuerpo
|
Pelos
|
Escamas
|
Plumas
|
Piel Húmeda
|
Escamas
|
|
Respiración
|
Pulmones
|
Branquias
|
Pulmones
|
Pulmones
|
Pulmones
|
|
Extremidades
|
Patas
|
Aletas
|
Alas y Patas
|
Patas
|
Patas o no tiene
|
|
Desplazamiento
|
Caminan
|
Nadan
|
Vuelan
|
Nadan o saltan
|
Caminan
|
|
Reproducción
|
Vivíparos
|
Ovíparos
|
Ovíparos
|
Ovíparos
|
Ovíparos
|
|
Hábitat
|
Tierra
|
Agua
|
Tierra
|
Agua/ tierra
|
Tierra
|
Invertebrados
|
Clasificación
|
Grupos
|
Características
|
|
Artrópodos
|
Insectos
|
3 pares de patas y antenas.
|
|
Arácnidos
|
4 pares de patas sin antenas
|
|
Miriápodos
|
Muchos pares de patas
|
|
Crustáceos
|
5-10pares de patas, 4 antenas
|
|
Moluscos
|
Cefalópodos
Bivalvos
|
No tienen concha externa
Acuáticos. Conchas de 2 piezas
|
|
Gasterópodos
|
Tienen concha dorsal.
|
|
Equinodermos
|
|
Viven en el mar
Cuerpo, simetría radial
|
|
Gusanos
|
Anélidos
|
Cuerpos segmentados en anillos
|
|
Nematodos
|
Cuerpo redondo no segmentado
|
|
Platelmintos
|
Cuerpo de forma plana
|
|
Poríferos
|
|
Conocidos como esponjas viven en el mar. Cuerpo irregular, sin
asimetría
|
|
Celentéreos
|
InseMedusas
|
Flotan en el agua, son transparentes, de forma radial.
|
|
Pólipos
|
Están fijos a un objeto.
|
Características de los seres vivos.
-Intercambian materia y energía con el
ambiente, es necesario, para que todo ser vivo pueda mantenerse en
funcionamiento (mantener sus células, nutrirse crecer, etc.)
-Están formado por células. Existen
organismos unicelulares, formados por una sola célula, como las bacterias y
otros pluricelulares, constituidos por millones de ellas como una planta, un
gusano y nosotros.
-Presentan adaptaciones que les permiten
sobrevivir en su ambiente. Son el resultado de un largo proceso
evolutivo, por el cual organismos que poseen determinadas características
ventajosas en un ambiente sobreviven con más facilidad que aquellos que no los
posee. Entonces pueden reproducirse y transmiten esas características a sus
hijos. Así, los descendientes también estarán adaptados al ambiente.
-Mantiene estable su medio interno; esta
propiedad se denomina “homeostasis”.
Es el
conjunto de mecanismos que permiten estabilidad o equilibrio dinámico. De esta
manera la temperatura corporal, la cantidad de agua o la concentración de sales
de un organismo se mantiene dentro de ciertos parámetros.
-Responden a estímulos; esta capacidad se
denomina “irritabilidad”, y entre estas reacciones se encuentra el movimiento. Cada
organismo tiene la capacidad de detectar cambios en el ambiente y responder a
ellos. Los cuales les permite a los seres vivos alimentarse, protegerse y
defenderse, entre otras cosas.
-Crecen y se desarrollan. Crecimiento es el
aumento en tamaño de un organismo en el transcurso de su vida. Puede expresarse
por diversas medidas, como la altura de una planta o el peso de un animal. El
crecimiento puede darse a lo largo de toda la vida del organismo.
-Tienen la capacidad de reproducirse. Es la
característica que permite dar origen a nuevos individuos similares a el
progenitor transmitiendo su material genético.
El sistema digestivo
Todos los seres vivos deben cumplir las tres
funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. En concreto, la función
de nutrición consiste en la incorporación y la transformación de materia y energía
para llevar a cabo las actividades metabólicas propias del organismo. Los
sistemas que intervienen en la nutrición del ser humano son el sistema
digestivo y el sistema
excretor.
El sistema digestivo cumple las siguientes
funciones:
• Digestión o transformación de los alimentos
hasta convertirlos en nutrientes.
• Absorción o incorporación de los nutrientes y
el agua desde el sistema digestivo a la circulación sanguínea.
Órganos y partes del sistema digestivo
El sistema digestivo está formado por el tubo
digestivo y las glándulas anexas.
• El tubo digestivo recibe este nombre porque
es un conducto de unos 10 o 12 metros que se abre al exterior por los dos
extremos. Comprende la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino
delgado, el intestino grueso y el ano. Uno de los tejidos que constituyen el
tubo digestivo es el tejido muscular, responsable de los movimientos
peristálticos que impulsan los alimentos en su recorrido por el tubo digestivo.
• Las glándulas anexas están conectadas al tubo
digestivo. Estas son las glándulas salivales, situadas en la boca; y el
páncreas y el hígado, conectados al intestino delgado. Estas glándulas fabrican
unas sustancias que se mezclan con el contenido del tubo digestivo y en la
digestión. Órganos que intervienen son faringe, esófago, estomago, hígado,
páncreas, intestino, delgado, intestino grueso, ano.
La digestión:
El proceso de la digestión consta de diversas
fases, que empiezan en la boca y se prolongan a lo largo del tubo digestivo.
Estas fases son la masticación, la insalivación, la deglución, la digestión
estomacal, la digestión intestinal, la absorción de nutrientes y la formación
de heces.
En la boca tienen lugar la masticación y la
insalivación. La masticación es el troceado de los alimentos que realizan
los dientes, y la insalivación es la mezcla de estos con la saliva que
segregan las glándulas salivales.
Los movimientos de la lengua contribuyen a la
insalivación. Como resultado, los alimentos forman una masa pastosa denominada bolo
alimenticio.
La deglución es el paso del bolo alimenticio de la boca al
estómago a través de la faringe y el esófago. El bolo alimenticio pasa por el
cardias, un anillo muscular que regula el paso de sustancias y que comunica el
esófago con el estómago.
En este último tiene lugar la digestión
estomacal, producida gracias a los movimientos del estómago y a la secreción
del jugo gástrico, que contiene una sustancia corrosiva y es producida por las
glándulas gástricas del estómago. Como resultado de la digestión estomacal, el
bolo alimenticio se transforma en quimo. Al terminar la digestión estomacal, el
anillo muscular situado a la salida del estómago, el píloro, se abre para que
el quimo pase al intestino delgado.
En el intestino delgado se realiza la
digestión intestinal gracias a diferentes jugos digestivos: el jugo
pancreático, segregado por el páncreas; la bilis, fabricada en el hígado,
almacenada en la vesícula biliar y vertida al intestino a través de un
conducto; y el jugo intestinal, producido por las glándulas intestinales. Estos
jugos convierten el quimo en quilo.
La absorción es el paso de los nutrientes a
través de la pared intestinal hacia la sangre. En el intestino delgado, la
pared interior presenta numerosos pliegues que forman las microvellosidades.
Así, se aumenta la superficie por la que los nutrientes pasan al sistema
circulatorio.
Los restos de los alimentos que no han sido
digeridos continúan su recorrido a través del intestino grueso, impulsados por
los movimientos peristálticos de este conducto.
La mayor parte del agua que contienen estos
restos es absorbida a través de la pared del intestino grueso y pasa a la
sangre y al interior de las células.
Los últimos restos de los alimentos se
compactan y forman las heces, que en el momento de la defecación son eliminadas
por el recto.
En la especie humana, se calcula que
transcurren entre 24 y 48 horas desde que los alimentos entran en la boca hasta
que son eliminados.
La dentadura
En la especie humana puede
haber 32 dientes. Cuando nacemos todavía no
tenemos. Después de un tiempo aparece la dentición primera, es decir, los dientes
provisionales (llamados dientes de leche), que se va a cambiar progresivamente por la dentición segunda, es decir, por los
dientes definitivos, empezando a los 6 años y terminado a los
30 años como muy tarde, con las muelas del juicio, de
mineralización más débil y no muy útiles.
- Tipos de dientes:
- Los incisivos (8), que
sirven para cortar.
- Los caninos (4), que
sirven para desgarrar.
- Los premolares (8), que
sirven para desgarrar y triturar.
- Los molares (12), que
sirven para triturar. Los que se sitúan en la parte posterior son las muelas
del juicio (4).
- Partes de un diente. La corona es la parte visible del diente y la
raíz es la parte escondida en el alveolo dentario, detrás de la encía.
- La pulpa dentaria, por donde están los nervios y vasos sanguíneos,
que llegan por la raíz desde el maxilar.
- La dentina, que es una
sustancia blanca amarillenta.
- El esmalte, que recubre
la dentina en la corona y es transparente, o el cemento, que recubre la dentina en la raíz.
La
salud del sistema digestivo
Hoy en día sabemos con certeza que nuestra
salud depende, en gran parte, de los hábitos de vida que adoptemos. En el buen
funcionamiento del sistema digestivo influyen directamente los alimentos que tomamos
en nuestra dieta, pero también lo hacen diversos hábitos y costumbres, como,
por ejemplo:
• Lavarse las manos antes de las comidas.
• Cepillarse los dientes después de las comidas
utilizando un dentífrico con flúor. Un cepillado correcto de los dientes debe
durar como mínimo unos tres minutos.
• Masticar bien los alimentos y adoptar una
postura correcta al sentarnos a la mesa para facilitar una ingestión adecuada.
• Procurar que el acto de comer sea un momento
de relajación, que compartamos con personas con las cuales podamos mantener una
conversación tranquila y agradable.
Medicos australianos Barry J. Marshall (1951)
y J. Robin Warren (1937) han estudiado la bacteria Helicobacter pylori, que puede alojarse en el estómago.
Gracias a estos estudios han descubierto que
esta bacteria es la causante de la mayoría de los casos de ulcera de estómago y
de otras enfermedades gástricas.
Intolerancia al gluten
La intolerancia al gluten o celiaquía es un
trastorno del aparato digestivo que suele manifestarse principalmente en los
niños. El gluten es un complejo de proteínas que se encuentran en algunos cereales
como el trigo. En las personas que padecen este trastorno, el gluten provoca la
destrucción de las microvellosidades intestinales con la consecuente reducción
de la absorción de nutrientes. Entre los síntomas de esta enfermedad destacan
cansancio, diarreas, vómitos, etc. El tratamiento consiste en la exclusión de
la dieta de los cereales que contienen gluten y de los productos elaborados a
partir de ellos.
El sistema óseo
Funciones:
- Sostén de los órganos y aguante del peso del cuerpo.
- Protección de los órganos del cuerpo.
- Movimiento y
desplazamiento del cuerpo.
- Hematopoyesis o síntesis de células sanguíneas: en los extremos de
los huesos largos, por ejemplo, se forman células sanguíneas como los glóbulos
rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas.
- Deposito de calcio y fosforo.
El
tejido óseo
El hueso va formándose durante el desarrollo embrionario
sustituyendo casi por completo al tejido cartilaginoso. Se desarrolla hasta pasada la
pubertad gracias a una dieta equilibrada, que
contenga minerales. En su formación intervienen varias hormonas.
El hueso es un tejido vivo, ya que continuamente se forma y se
destruye. Está constituido
por una parte acelular y otro celular. La primera es llamada matriz ósea, y tiene dos componentes:
-Un
componente orgánico, llamado osteína,
que está compuesto de fibras de colágeno y
sustancia amorfa, que dan
elasticidad al tejido.
-Un componente inorgánico, que aumenta su
proporción con la edad y está compuesto por
fosfatos y carbonatos de
calcio, que dan gran dureza, pero tienen gran fragilidad.
Y la segunda, la parte celular, consta de diferentes tipos de
células, que se encuentran
inmersas en la matriz:
Los osteocitos, que son las
células principales.
Los osteoclastos, que destruyen el hueso viejo,
reabsorbiendo matriz.
Los osteoblastos, o células
jóvenes que van a sustituir a los osteocitos cuando estos se
hacen viejos.
El hueso está rodeado de una capa de tejido conjuntivo llamado
periostio, y sus cavidades internas, por el endostio.
Tipos
de tejido óseo
Tejido
oseo esponjoso, que se encuentra
en las epífisis o extremos de los huesos largos y en el interior de huesos
cortos y planos. Presenta una red de cavidades rellenas de medula ósea que puede ser de dos tipos: medula
ósea roja o hematopoyética, donde se forman las células sanguíneas, o la medula
ósea amarilla, constituida por tejido adiposo.
Tejido
oseo compacto, que se encuentra
en las diáfisis o partes medias de los huesos largos y en el
exterior de los cortos y planos. Es denso y duro, sin cavidades. Está formado
por unas unidades llamadas
osteonas o sistemas de Havers. Cada osteona tiene un conducto central o
conducto de Havers y una serie de laminillas concéntricas de matriz ósea a su alrededor. Dentro
se encuentran las lagunas oseas con los osteocitos que están comunicados entre sí y con los conductos de Havers por medio de los conductos
calcoforos. Los conductos de Havers se comunican entre sí y con la superficie del hueso por
los conductos de Volkmann por los que penetran los vasos y nervios.
Tipos de huesos según su
forma
Según la forma de los huesos, estos pueden ser, por ejemplo:
-
Largos, como el fémur de la pierna.
-Planos, como el cráneo
en la cabeza.
-
Cortos, como los huesecillos de la mano.
-Principales huesos del cuerpo humano
-Huesos de la cabeza o Huesos del cráneo:
- El occipital (1), en la
parte del cogote, que tiene un agujero por donde entra la columna vertebral.
- El frontal (1), en la
frente, que contiene senos o cavidades interiores.
- Los temporales (2), en los lados, con agujeros en donde está el
oído.
- Los parietales (2), por
encima de los temporales, en ambos lados. o Huesos de la cara. Los más importantes son:
- El maxilar superior o mandíbula superior (2), en donde se
ensamblan los dientes superiores. Tiene tres prolongaciones (x2) hacia el
interior de las fosas nasales, llamadas cornetes superior, medio e inferior.
- El maxilar inferior o mandíbula inferior (1), que se mueve para
masticar y en él están los dientes
inferiores.
- Los malares (2), en los pómulos.
- Los nasales (2), en la
parte superior de la nariz.
- Los esfenoides (2), detrás del globo ocular, y por fuera, por
delante del temporal.
Forman la base del cráneo y dejan una cavidad llamada silla turca, donde se encuentra la glándula hipófisis.
- El etmoides (2), detrás de los nasales, formando las fosas
nasales.
Huesos del tronco
La columna
vertebral, que constituye el eje central del cuerpo. Está formada por vertebras
(24) y otros huesos especiales, que se encuentran al final. Todas ellas son más
o menos
parecidas en su cara anterior, y en su posterior, donde hay unos salientes que se llaman apófisis transversas, si salen hacia los lados, o
apófisis espinales, si salen hacia atrás. La columna, deja en su interior un
canal por donde pasa la medula espinal. Se distinguen
varios tipos de vertebras:
- Las cervicales (7), son las superiores. La
primera se llama atlas y la segunda axis.
- Las dorsales (12), que corresponden a la
espalda. Las costillas se unen a ellas.
- Las lumbares (5),
que son las más gruesas e inferiores.
Los huesos de la zona inferior son:
- El sacro (1), con
dos hileras de 4 agujeros cada una y con zonas de articulación con
los coxales.
- El coxis (1), que
son 4 o 5 vertebras rudimentarias, unidas, y que acaban en punta.
-Los coxales (2), que constituyen la pelvis (cintura o articulación pélvica),
por donde se
unen las extremidades inferiores al tronco.
-El esternón (1),
que es el hueso que une las costillas por delante de la caja torácica.
Las costillas (12), que son de varios tipos:
- Las costillas
verdaderas (7 primeros pares), que se unen directamente al esternón.
- Las costillas
falsas (8o, 9o y 10o par), que se unen cada par a su anterior. Es decir, el
par 10o al 9o, el 9o al 8o, y el 8o al 7o.
- Las costillas
flotantes (los 2 últimos pares), que no se unen a ninguna parte.
- Los omoplatos (2),
que constituyen la escapula (cintura o articulación escapular), por
donde se unen las extremidades superiores al
tronco.
-Las clavículas
(2), que unen el omoplato con el esternón.
Las articulaciones, los cartílagos y los ligamentos
Las articulaciones son los
elementos que permiten a los huesos su movimiento
relativo. Según el grado de movimiento que permitan, se clasifican
en:
-Sinartrosis, sin movilidad,
por ejemplo, en los huesos del cráneo.
-Anfiartrosis, con un poco de
movilidad, por ejemplo, en las vértebras.
-Diartrosis, con mucha
movilidad, por ejemplo, en el fémur con la pelvis.
Las articulaciones más conocidas del cuerpo
son:
El hombro, llamada cintura o articulación escapular, donde se articulan el omoplato,
el
humero y la clavícula.
El codo, que une la parte superior del brazo y el antebrazo, donde se
articulan el humero,
el cubito y el radio.
La
muñeca, que une el antebrazo y la mano, donde se
articulan el cubito, el radio y los carpos.
La cadera, llamada cintura o articulación pélvica, donde se articulan el
fémur y el coxal.
La rodilla, donde se articulan el fémur, la tibia y el peroné, y donde se encuentra
la rótula.
El tobillo, que une la tibia, el peroné y los tarsos.
Los elementos de las
articulaciones son los siguientes:
El
cartílago articular, que recubre todas las superficies articulares con una fina capa
de tejido cartilaginoso hialino. Este
facilita el deslizamiento y evita el desgaste de los extremos óseos. Su
elasticidad evita también que golpes o sacudidas puedan causar daos en el
sistema oseo.
Los ligamentos,
que son tejidos que unen los huesos que se articulan, limitando su movimiento
relativo.
Los meniscos, que
son tejidos cartilaginosos que se encuentran en algunas articulaciones
y su función es la de crear más superficie de contacto en la
articulación, para repartir así más la carga sobre ella.
La membrana sinovial,
que es una bolsa que envuelve las articulaciones y que tiene como
función fabricar un líquido llamado sinovia, que sirve para lubrificar las
superficies articulares y que nutre al
cartílago, ya que a este tejido no llegan los vasos sanguíneos.
La
capsula articular, que es un
manguito más o menos grueso que protege y encierra toda la articulación para estabilizarla y limitar su
amplitud de movimiento.
Los discos
intervertebrales, que son un tipo
especial de elementos que se encuentran solo en la columna vertebral. Son
almohadillas de tejido que separan las vértebras entre ellas y amortiguan el peso del
cuerpo que aguanta la columna vertebral, al mismo tiempo que permiten
que se articule un poco.
El sistema muscular
Funciones:
- Ejecución de órdenes del sistema nervioso como respuesta a los
estímulos externos o internos.
- Sostén de los miembros externos y de los órganos internos del
cuerpo.
- Movimiento y
desplazamiento del cuerpo: colabora con el esqueleto para poder desplazarnos.
El tejido muscular
Sus células se llaman fibras musculares y son capaces de
contraerse cuando reciben estímulos nerviosos. Las fibras musculares contienen
un gran número de miofibrillas, que a su vez están compuestas de miofilamentos
de proteínas contráctiles, actina y miosina.
La contracción muscular se lleva a cabo por el deslizamiento de
los filamentos de actina, delgados, a lo largo de los filamentos de miosina,
gruesos. Para ello hace falta gran cantidad de
energía, que las fibras obtienen de la respiración celular de las mitocondrias.
Las fibras musculares
tienen una membrana que se llama sarcolema, y su citoplasma se denomina sarcoplasma. Estas células han perdido su capacidad de
división y tienen una
gran cantidad de mitocondrias que proporcionan la energía para la contracción.
Tipos
de tejido muscular
En este tema nos vamos a
dedicar a estudiar casi exclusivamente los músculos estriados, responsables del movimiento voluntario. Pero, en
general, se diferencian tres tipos de tejido muscular:
Tejido muscular
estriado o esquelético, que se encuentra
en los músculos esqueléticos
que se insertan en los
huesos. Las fibras musculares miden varios
centímetros de longitud, son plurinucleadas y tienen estriaciones
transversales. Sus miofibrillas de actina y miosina están ordenadas regularmente lo
que le da su aspecto estriado. Ambos tipos de miofilamentos se disponen
paralelos e intercalados formando unidades llamadas
sarcómeros en los que se observan bandas claras y oscuras, llamadas estriaciones
transversales. La fibra muscular se contrae cuando
todos los sarcómeros de esta se contraen y la contracción final del musculo se debe a la contracción simultanea de todas las fibras musculares que lo
componen. Esta inervado por el sistema nervioso central y su contracción es
voluntaria y rápida.
Tejido
muscular cardiaco o miocardio, que forma las
paredes del corazón y es responsable del latido cardiaco y,
por tanto, de llevar la sangre por todo el organismo. Sus fibras musculares
presentan también estriaciones y están ramificadas. Actúan todas como una
unidad ya que están unidas entre sí por los discos intercalares que se observan
como unas estriaciones oscuras transversales. Esta inervado por el sistema
nervioso autónomo, su contracción es involuntaria pero rítmica y rápida.
Tejido muscular liso que está constituido por células fusiformes, uninucleadas y sin
estriaciones transversales
ya que las miofibrillas no están ordenadas
regularmente dentro de la fibra muscular. Esta inervado por el sistema nervioso
autónomo lo que hace que su contracción sea involuntaria y lenta. Forma la
pared de los vasos sanguíneos, de los conductos digestivos y respiratorios y de la mayoría de las vísceras.
Tipos
de músculos según su forma. Los tendones
La forma de los músculos es muy variada. Estos pueden ser, por
ejemplo:
·
Largos, como los de las extremidades, que pueden hacer movimientos
amplios y rápidos.
·
Anchos, como los del
abdomen y tórax, que revisten y protegen las cavidades torácica y abdominal.
·
Cortos, como los músculos próximos a la columna vertebral, que pueden
hacer movimientos
no muy amplios pero potentes.
·
En abanico, como el pectoral mayor,
con forma triangular.
·
Redondos, como el orbicular de los ojos.
·
Redondos con función de válvula, como el esfínter
del ano o los del estómago (cardias, de entrada, y píloro, de salida).
Según el lugar de inserción de los músculos, estos pueden unirse
a:
Los huesos, ya bien directamente
o por medio de un tendón, que es una especie de cuerda fibrosa muy resistente.
Pueden tener uno, dos o tres tendones en un extremo, o variosmtendones transversales. El bíceps, del brazo superior, es un
ejemplo de musculo con dos tendones en un extremo.
Las aponeurosis, que son bandas fibrosas
muy anchas, como los músculos abdominales.
La piel, como los músculos cutáneos.
Las mucosas, como los músculos de la
lengua.
EL
SISTEMA CIRCULATORIO
Funciones
- Aporte de nutrientes a todo
el cuerpo.
- Recogida de productos de
desecho de todo el cuerpo.
- Vehículo para el sistema inmunológico.
- Intercomunicación de varios sistemas de nuestro cuerpo.
- Mantenimiento de la turgencia o presión del cuerpo.
- Mantenimiento de la
temperatura corporal.
- Mantenimiento de la presión osmótica, salinidad y acidez del medio interno.
Anatomía
El sistema circulatorio consta de varios órganos:
Los vasos
sanguíneos, conductos por los que circula la sangre:
Las arterias, que provienen del corazón, se ramifican y van a los tejidos de
los órganos. Tienen unas capas que se llaman túnicas, que desde el exterior al
interior son:
- Adventicia, la más externa, de tejido conectivo conjuntivo
colágeno.
- Media, la más gruesa, que contiene fibras musculares, para que
puedan soportar más presión y para poder controlar su diámetro y, por tanto, su
presión, de forma más precisa.
- Intima, la más interna, recubierta en su interior por otra capa
fina de endotelio, para que la sangre circule finamente.
Las venas, que salen de los tejidos de los órganos, se agrupan y llegan al
corazón.
Tienen unas capas que se llaman túnicas, que desde el exterior al
interior son:
- Adventicia, la más externa, elástica y de tejido conectivo
conjuntivo elástico.
- Media, la más gruesa, pero no tanto como en las arterias (debido
a que estas no soportan tanta presión como las arterias), que contiene fibras
elásticas y musculares (estas últimas en mucho menor número que en las
arterias).
- Intima, la más interna, que es una capa fina de epitelio de
revestimiento.
Los capilares, o puntos de unión entre las primeras y las segundas
a nivel de tejidos.
En estos se realiza el intercambio de gases (oxigeno, O2 , y
dióxido de carbono, CO2) a
nivel de los tejidos. Tienen una pared delgada (epitelio simple
monoestratificado).
El corazón, situado en el
mediastino, espacio que queda en la caja torácica, entre los pulmones y el
esternón y queda sujeto gracias al pericardio, que es un saco formado por tres capas
que rodean y protegen al corazón. El corazón tiene 3 capas, de fuera a dentro:
- El epicardio, que es la capa más externa, fina y transparente de
la pared cardiaca.
- El miocardio, formado por tejido muscular cardiaco, que
constituye el mayor componente del corazón y es responsable de su contracción.
Sus células musculares son estriadas, ramificadas y de contracción
involuntaria.
- El endocardio, que es una fina capa de endotelio que recubre a
una fina capa de tejido conjuntivo. Da un revestimiento liso del interior del
corazón y recubre las válvulas cardiacas. El endocardio se continua con el
revestimiento endotelial de los grandes vasos asociados al corazón y el resto
del sistema circulatorio.
4 cámaras, conectadas de dos a dos:
- Aurícula izquierda y ventrículo izquierdo, AI y VI.
- Aurícula derecha y ventrículo derecho, AD y VD.
4 válvulas:
- 2 auriculoventriculares, separando aurículas y ventrículos. La
bicúspide o mitral entre AI y VI y la tricúspide entre AD y VD.
- 2 sigmoideas, justo en las salidas de sangre del corazón. La pulmonar,
que da paso a la arteria pulmonar, y la aortica, que da paso a la arteria
aortica.
Un tejido nervioso auto excitable, que comprende:
- El nódulo sinusal, llamado tejido marcapasos, generador del
impulso eléctrico y que se encuentra en la parte superior de la AD.
- El nódulo auriculoventricular, encargado de la conducción del
impulso eléctrico. Se sitúa en la parte inferior de la AD.
Esta señal eléctrica se conduce hasta los ventrículos por:
- El fascículo o haz de His, que pasa por medio de la pared que separa
los ventrículos, llamada tabique ventricular.
- La red de Purkinje, que con sus ramas derecha e izquierda,
distribuye la señal a todo el musculo cardiaco de los ventrículos.
3. Principales vasos del cuerpo humano
Algunos de los vasos sanguíneos más importantes del cuerpo son los
que aparecen a continuación.
La arteria
aorta, que sale del VI. Sale por la parte de arriba del corazón (lado
ancho), gira y va hacia abajo del cuerpo. Tiene varios tramos:
La aorta ascendente, desde
su salida del corazón hasta el arco aórtico. De ella salen: Las arterias
coronarias (2), que irrigan el corazón. La sangre se devuelve directamente a
las aurículas del corazón por venas.
El arco aórtico, que es la
curva de la aorta. Da origen a:
- Las subclavias (2), que irrigan las extremidades superiores.
- Las carótidas (2), que irrigan el cuello y la cabeza.
La aorta descendente, desde
el arco hacia abajo, hasta el lugar donde salen las arterias iliacas comunes.
Sus tramos se llaman aorta torácica, sobre el diafragma, y aorta abdominal,
desde el diafragma hasta que empiezan las arterias iliacas comunes. De este
último tramo salen sucesivamente:
- El tronco celiaco, arteria que irriga el esófago, estomago,
duodeno, bazo, páncreas, hígado y vesícula biliar.
- La arteria mesentérica superior, que nace por debajo del tronco
celiaco e irriga el intestino delgado, la mitad derecha del intestino grueso,
un trozo de colon y la parte
superior del páncreas.
- La arteria mesentérica inferior, que nace de la aorta abdominal
e irriga la mitad
izquierda del colon y el recto.
- Las arterias renales (2), cada una irrigando un riñón
abundantemente.
- Las arterias iliacas primitivas (2), que irrigan las
extremidades inferiores.
Las venas cavas (2), que llegan a
la AD con sangre no muy oxigenada. Llegan independientemente una de arriba y la
otra de abajo a la AD:
La vena cava superior, que recoge la sangre de todas las partes
que quedan por encima
del musculo diafragma con excepción de los pulmones y el corazón.
Se forma a partir de la unión de:
- Los troncos braquiocefálicos [ (2), derecho e izquierdo, que a
su vez se forman de la unión de las:
- Las venas yugulares (2), derecha e izquierda, que recogen sangre
de la cabeza y cuello.
- Las venas subclavias (2), derecha e izquierda, que recogen
sangre de las extremidades superiores, resto del tórax. Además, son los vasos
en donde los conductos linfáticos torácico y derecho vierten la linfa.
La vena cava inferior, que
retorna sangre de las extremidades inferiores, los órganos del abdomen y la
pelvis y que se origina de la unión de:
Las venas iliacas primitivas (2), que recogen
sangre de las extremidades inferiores.
A la vena cava inferior se le unen:
- Las venas renales (2) derecha e izquierda, con sangre que viene
de los riñones.
- La vena porta, que recoge la sangre rica en nutrientes de la
digestión desde los intestinos y la conduce al hígado.
La arteria
pulmonar, que sale del VD y se dirige hasta los pulmones, donde se
oxigenara
la sangre. Poco después de salir del VD se bifurca en dos, derecha
e izquierda, y cada una van hacia un pulmón.
Las venas
pulmonares (4), que llegan a la AI desde los pulmones con sangre oxigenada.
Hay dos que provienen del pulmón derecho y dos del pulmón
izquierdo. Llegan todas ellas
independientemente a la AI.
4. Mecánica de la circulación
El sistema circulatorio consta de dos circuitos que se reparten el
volumen de sangre de nuestro cuerpo:
El circuito sistémico (circulación
mayor). La sangre mayormente oxigenada sale por el VI
y la arteria aorta, llega a todas partes del cuerpo, y se recoge
en las venas cavas, devolviéndose al corazón por la AD.
El circuito pulmonar
(circulación menor). La sangre escasamente oxigenada sale
por el VD por la arteria pulmonar, llega hasta los pulmones, donde
se realiza el intercambio de gases, y vuelve al corazón por las
venas pulmonares a la AI.
Los movimientos del corazón son cíclicos y ocurren de 60 a 80
veces por minuto. El musculo cardiaco es auto excitable, y eso significa que se
contrae de manera regular y espontanea. La frecuencia de las contracciones
puede ser cambiada por influencias de nervios u hormonas, o como resultado del
ejercicio físico o en situaciones de peligro. En estos dos últimos casos, se
acelera la frecuencia cardiaca. La adrenalina (neurotransmisor del sistema nervioso
periférico autónomo simpático) acelera el ritmo, pero la acetilcolina (neurotransmisor
del sistema nervioso periférico autónomo parasimpático) lo desacelera.
El bulbo raquídeo es el centro que controla la frecuencia cardiaca
y respiratoria.
La contracción ocurre gracias a la auto excitación del tejido
nervioso del nódulo sinusal. A lo largo del ciclo cardiaco, la presión arterial
aumenta y disminuye.
A continuación, se expone lo que ocurre en cada ciclo cardiaco,
proceso también conocido como latido del corazón:
Sístole auricular (contracción de
las aurículas), que se da simultáneamente a una diástole
ventricular (relajación de los ventrículos) y dura. de la primera
mitad del ciclo. El nóduloseno-auricular se auto excita, lo que causa una
sístole de las aurículas y un mayor llenado de los ventrículos, que siguen
encontrándose en diástole.
Sístole ventricular, que se da
simultáneamente a una diástole auricular y dura, de la primera mitad del ciclo.
Las válvulas auriculoventriculares se cierran porque ya no llega suficiente
presión desde las aurículas. El impulso eléctrico pasa al nódulo
auriculoventricular, por el haz de His y después por la red de Purkinje, y los
ventrículos entran en sístole, mientras que las aurículas están ya en diástole.
Como consecuencia, la sangre es fuertemente impulsada por las arterias aorta y
pulmonar, abre las válvulas sigmoideas, y sale hacia los circuitos sistémico y
pulmonar, respectivamente.
Diástole cardiaca, que tiene lugar
durante la segunda mitad del ciclo. La sangre que retorna de los circuitos
sistémico y pulmonar llena las aurículas pasivamente, sin necesidad de sístole.
Las válvulas auriculoventriculares se abren por el empuje de la sangre y se
llenan
también pasivamente los ventrículos, que están también en
diástole, y con las válvulas sigmoideas cerradas, por falta de presión.
Sistema Respiratorio
Funciones
- Ventilación del cuerpo humano y, por tanto, aporte de oxigeno como
nutriente.
- Regulación de la temperatura (a partir de la excreción/expulsión
de vapor de agua) y de la acidez de la
sangre y del medio interno (a partir de la expulsión de dióxido de carbono).
- Expulsión del dióxido de carbono como producto de desecho.
Anatomía
El sistema respiratorio consta de varios órganos:
Vías
respiratorias superiores
o Las fosas nasales, que
son las cavidades que se encuentran en el centro de la cara, delimitadas lateralmente por los huesos maxilares superiores.
Están tapizadas por mucosa. Las fosas nasales desembocan en la parte superior de la
faringe, llamada rinofaringe.
o La laringe, que es un órgano hueco situado en la parte anterior del cuello,
por delante del esófago. Está formado por piezas de tejido cartilaginoso,
músculos y ligamentos. En su parte superior, de contacto con la faringe, hay un
órgano cartilaginoso, la epiglotis, que se encarga
de cerrar el paso hacia las vías respiratorias cuando comemos. En la laringe
también está el órgano fonador, que nos permite articular el lenguaje. Por su
parte inferior, la laringe comunica con la tráquea. A nivel superficial de la laringe, está la nuez, donde se encuentra la glándula tiroides.
o La tráquea, que es un tubo formado por anillos cartilaginosos,
cilíndrico excepto en su cara posterior, aplanada, que está en contacto con el
esófago. La capa que tapiza su interior está formada por un epitelio pseudo estratificado
vibrátil, es decir, con cilios, que se encarga de barrer la suciedad introducida en el sistema
respiratorio hasta la parte superior de
las vías respiratorias, para que no llegue a los pulmones. En esta función
interviene también el mucus secretado por unas células especializadas.
Vías
respiratorias inferiores. Son los pulmones, que se encuentran dentro de la caja torácica. El derecho tiene 3 lóbulos. Por debajo de los pulmones
está el musculo diafragma,
que es el que posibilita la ventilación.
o Los bronquios, que son la continuación de la tráquea, que se bifurca en 2
ramas, derecha
e izquierda, y que penetran en los pulmones.
o Los bronquiolos, que son la continuación de los bronquios y llegan hasta
diámetros microscópicos.
o Los sacos alveolares, que son agrupaciones de alveolos pulmonares.
o Los alveolos pulmonares, que son los espacios en donde se realiza el intercambio de
gases. Al estar
interconectados, entre todos forman un gran espacio o volumen para el intercambio
de gases. A los alveolos llegan vasos
sanguíneos y estos forman una red de capilares en su pared para realizar el intercambio
de gases. En los alveolos hay dos tipos de células:
- neumocitos de tipo I, que tapizan la pared los alveolos.
- neumocitos de tipo II, que producen una sustancia llamada liquido surfactante, que mantiene
la tensión superficial del líquido de la superficie del espacio alveolar, evitando
que los alveolos se colapsen después de una espiración.
Mecánica de la ventilación
La ventilación consta de dos movimientos continuos que tienen lugar involuntariamente
y que son controlados directamente por el centro de la respiración del bulbo
raquídeo mediante fibras del sistema nervioso periférico autónomo, aunque
también pueden
ser variados voluntariamente:
La
inspiración o entrada de aire hasta los pulmones desde el exterior: el
diafragma se contrae y baja, y los músculos
intercostales se contraen subiendo un poco, con lo que aumenta el volumen de la caja torácica y, al disminuir la presión en los pulmones, el aire se
ve forzado a entrar desde el exterior hasta su interior. El aire inhalado pasa
principalmente por la nariz, donde los pelos
filtran el aire, impidiendo que partículas extrañas entren en el sistema respiratorio.
Luego el aire pasa por la cavidad nasal, por donde empieza a calentarse y humedecerse. Después de allí, el aire viaja por la faringe, hacia
la laringe, para continuar atravesando la tráquea, y posteriormente
los bronquios, que conducen el aire hacia los pulmones. Una vez
allí, el aire pasa por múltiples conductos pequeños ramificados, los bronquiolos, hasta los alveolos, que son las cámaras en donde
finalizan.
La
espiración o
salida de aire desde los pulmones hacia el exterior: el diafragma se relaja
y sube, y los músculos intercostales se relajan bajando un poco,
con lo que disminuye el volumen de la caja torácica y esto fuerza al aire a
salir de ella hacia el exterior. También se
exhalan productos de
desecho, como CO2 y vapor de agua. Por tanto, funciona como mecanismo para enfriar el cuerpo. El surfactante pulmonar es un
líquido que está dentro de
los alveolos y aumenta la tensión superficial en su interior, evitando
que estos se colapsen, es decir, que sus paredes se peguen después de una
espiración, optimizando así el intercambio de gases.
La ventilación tiene una amplitud (volumen de aire inspirado o
espirado) y una frecuencia (ritmo del ciclo inspiración -espiración) que no son siempre fijas, y que pueden cambiar, por ejemplo, por
propia voluntad, como reacción a momentos de estrés,
por variaciones
en la acidez o salinidad del medio interno, por enfermedades, cuando dormimos, etc. La frecuencia de la respiración está bajo control del bulbo
raquídeo.
Intercambio de gases
El intercambio gaseoso de
O2 y CO2 es posible gracias a la diferencia de
concentración de gases, que se encuentran tanto en los alveolos como en los capilares
que los rodean. El intercambio de gases se produce por difusión a favor de
gradiente, es decir, por el paso de
moléculas de una zona de mayor concentración a otra donde esta es
menor. La hemoglobina de los glóbulos rojos es la proteína encargada de
transportar estos gases y puede unirse reversiblemente a los dos.
El aire alveolar tiene una composición bastante constante y es el resultado de la mezcla continua entre aire inspirado y espirado. Está saturado de
vapor de agua. La mucosa en las fosas nasales y la irrigación
periférica de las vías respiratorias superiores contribuyen a este humedecimiento y, además, calientan el aire.
Los glóbulos rojos de la sangre normalmente suman casi la mitad
del volumen sanguíneo. Están llenos de hemoglobina, que tiene una gran afinidad
por el O2 y
CO2 (mas por este último) y puede combinarse
con ellos de manera reversible. Cuando el oxígeno penetra a los capilares
desde el espacio alveolar, se une a la hemoglobina, que suelta de la
misma manera el CO2. Cuando esta se encuentra en los tejidos del cuerpo, cede el O2 y
el CO2. Tanto el O2 como
el CO2 son gases capaces de difundirse hacia el interior de la célula. De manera más detallada, se pueden
diferenciar dos procesos de intercambio de gases:
Entre los alveolos pulmonares y los
capilares sanguíneos. A los pulmones llega sangre no muy oxigenada por las arterias
pulmonares. Una vez aquí, a nivel de
los capilares de los alveolos, la hemoglobina de la sangre, que contiene un bajo porcentaje
de O2 y alto de CO2 (40 mm Hg y 46 mm Hg
respectivamente, valores típicos de la sangre venosa), tiende a captar O2 y ceder CO2 por difusión a favor de gradiente, debido a que estos se
encuentran en
concentraciones de 100 y 40 mm Hg respectivamente en el espacio alveolar. Como
resultado, la sangre arterial que sale por las venas pulmonares tendrá 97 y 38 mm Hg de O2 y CO2
respectivamente. Así pues, el O2 se difunde desdelos alveolos hacia los capilares venosos, para ser posteriormente
distribuido a todas las regiones del cuerpo saliendo
del corazón por la arteria aorta. El CO2, por otro lado, que llega a los pulmones por las arterias
pulmonares, se difunde desde los capilares arteriales hacia los espacios
alveolares, desde donde es expulsado al exterior.
Entre los capilares sanguíneos y las
células de los
tejidos del cuerpo. La sangre que sale de los pulmones por las venas pulmonares está cargada ahora con más O2 y se dirige al corazón. Desde allí va a ser bombeada hacia el
resto del cuerpo, llegando los
tejidos que lo necesiten,
dejando el O2 y recogiendo el CO2. A nivel de
tejidos, la hemoglobina tendera a captar el CO2 producto de la
respiración celular, con
lo
cual dejara muy fácilmente el oxígeno allí como nutriente. Además, este proceso
se ve facilitado gracias a que la afinidad de la hemoglobina por el CO2 es
mayor que para el O2. La sangre oxigenada contenida en los capilares mantiene
una presión parcial de O2 mayor que la que existe en las células
(aproximadamente 40 mm Hg).
Debido
a esta diferencia de presión, el O2 se difunde desde los capilares arteriales
hacia las células. Por el contrario, la presión parcial del CO2 en las células
(45 mm Hg) es mayor que en los capilares venosos (40 mm Hg) y, por eso, el CO2
sale desde la célula y entra en los capilares venosos, que lo transportan hacia
los pulmones, para ser liberado en la espiración.
Fotosíntesis
Los organismos fotoautotrofos obtienen mediante la fotosíntesis la
materia que será utilizada en procesos posteriores. Aunque los vegetales no son
los únicos seres fotosintéticos en el ecosistema del planeta, la importancia
cuantitativa de la fotosíntesis vegetal es enorme. Su objetivo consiste en
obtener moléculas orgánicas (glúcidos) a partir de moléculas inorgánicas (CO2 y
H2O).
+
La fotosíntesis es un proceso que ayuda a
formar y mantener la atmosfera terrestre, es la fuente principal de biomasa
(materia orgánica). El proceso permite la síntesis de materia orgánica a partir
de la inorgánica, dando como resultado sustancias complejas como hidratos de
carbonos, proteínas y aceites a partir de moléculas complejas como hidratos de
carbono, proteínas y aceites a partir de moléculas sencillas como el agua y el
dióxido de carbono.
El cloroplasto es una organela delimitada por
una doble membrana que encierra una matriz gelatinosa llamada estrona, donde se
transforma el dióxido de carbono en glucosa. El estroma contiene los tilacoides
que posee forma de bolsitas y se apilan formando grana. Las membranas de los
tilacoides están asociadas a los pigmentos fotosintéticos que captan la energía
lumínica (clorofila) y con los pigmentos accesorios (carotenos, ficobilinas y
xantofilas) que absorben luz y la transfieren a la clorofila.
Etapa luminosa o fotoquímica: se produce
gracias a la captación de la energía radiante y se lleva a cabo en los
tilacoides, dentro de los cuales se produce la transformación la energía
lumínica de la luz en energía química que queda almacenada en la molécula
llamada ATP y se obtiene una fuente reductora de alta energía denominada NADPH,
como resultado de la reacción de fotolisis o ruptura de la molécula de agua en
protones (iones hidrogeno) y oxígeno, que se libera al ambiente. El hidrogeno
que es utilizado en la próxima etapa.
Etapa oscura o ciclo de Calvin: tiene lugar
en el estroma del cloroplasto y no requiere de la acción de la luz en forma
directa, lo que no indica que se lleve a cabo solo de noche. Esta etapa
consiste en la reducción de las moléculas de dióxido de carbono para formar
azucares utilizando como fuente de energía al ATP y una fuente reductora, que
es el NADPH, ambos formados en la etapa anterior.
Existe mucha diversidad tanto en las rutas anabólicas como en las
rutas catabólicas; sin embargo, los dos procesos más importantes en este
aspecto son la fotosíntesis y la respiración celular.
La fotosíntesis es un proceso anabólico que consiste en la
obtención de glucosa a partir de energía lumínica y moléculas inorgánicas como el
H2O y el CO2.
La respiración celular es un proceso catabólico en el cual una
molécula de glucosa se va degradando a través de una serie de reacciones
bioquímicas (glucolisis) hasta obtener piruvato. El piruvato sufre otra serie
de reacciones catabólicas en el denominado ciclo de Krebs. A lo largo de todas estas reacciones se obtiene gran cantidad de
energía.
Como se trata de una reacción de oxidación,
en todos los tipos de respiración interviene una molécula del exterior, que
actúa como aceptores de electrones.
La glucolisis es el proceso que tiene lugar
en todos los tipos de respiración de los organismos (tantos aerobios o que
respiran oxígeno, como anaerobios) como primera fase. En esta vía metabólica la
glucosa se transforma en acido pirúvico. A partir de allí existen dos tipos de
respiración: tiene lugar a partir de la glucosa obtenida en la fotosíntesis. En
las células animales, de la aeróbica y la anaeróbica.
