TEMA 12

FUNCIONES DE NUTRICIÓN. APARATOS DIGESTIVOS

La nutrición consiste en un intercambio constante de materia y energía con el medio. Para conseguir la materia y la energía se necesitan varias etapas:

Según la procedencia de los alimentos que utilizan los organismos se dividen en dos:

• Autótrofos: seres vivos que forman materia orgánica a partir de materia inorgánica. Plantas y algunas bacterias y protozoos.

• Heterótrofos: fabrican materia orgánica a partir de materia orgánica más simple. Animales y hongos.

Los animales toman una serie de sustancias y a partir de estas forman su propia materia orgánica. Pero son incapaces de fabricar algunas sustancias, estas son los llamados nutrientes esenciales (aminoácidos esenciales, grasas esenciales y vitaminas) cada especie tiene sus propios nutrientes esenciales y los debe coger ya formados.

Las plantas no tienen nutrientes esenciales si no factores limitantes, sustancia inorgánica.

• Recogida de alimento:

• Plantas: Los vegetales son autótrofos, es decir, toman el CO2 por las partes verdes y toman sales minerales por las raíces. Esto lo realizan gracias a los pelos absorbentes por los que el agua penetra en estos por un proceso de difusión simple, la osmosis. La absorción depende de factores como la cantidad de agua, la concentración de sales minerales, la Tª del agua y la cantidad de O2 que haya en el suelo. A más agua en el suelo habrá más absorción, a más concentración de sales menor absorción y a más temperatura y O2 habrá más absorción de agua.

Las sales minerales entran por los pelos absorbentes por transporte activo o por el efecto Donan. El transporte supone un paso de iones desde donde la concentración es mayor hacia donde es menor. Para esto se necesitan unos enzimas y la utilización de energía. El efecto Donan tiende a acumular iones hacia donde hay proteínas de signo contrario. Las sales para ser absorbidas deben estar disociadas en iones.

• Animales. Los animales tienen nutrición heterótrofa. Existen varios tipos de nutrición heterótrofa.

• Nutrición holozoica: Los organismos holozoicos se alimentan de seres vivos a los que matan para comérselos.

• Carnívoros: Se alimentan de animales.

• Herbívoros: Se alimentan de plantas.

• Omnívoros: Se alimentan de animales y de plantas.

• Nutrición saprofita: Alimentación a partir de seres vivos en descomposición en la que a veces intervienen.

• Nutrición parásita: Nutrición a partir de seres vivos a los que no matan sino se alimentan de sus tejidos o líquidos circulatorios.

CAPTURA E INGESTIÓN DEL ALIMENTO

Existen muchas formas de captura e ingestión: los que se alimentan de líquidos los hacen a través de la piel, por filtración, chupando este líquido. Los que se alimentan de sólidos como las amebas que se ayudan de seudópodos Que encierran la partícula de alimento. Otros como los paramecios se ayudan de cilios creando como un torbellino que atrae a la partícula. Otros se ayudan de células urticantes o de brazos o tentáculos que poseen.

• Animales

Los animales desarrollan una boca y distintas piezas para conseguir el alimento. En la boca desarrollan piezas para masticar, lamer, chupar. Los animales filtradores realizan el filtrado constantemente por lo que comen de manera continua pero a medida que se evoluciona los animales comen en momentos determinados. Los más primitivos dejaban de comer cuando tenían el tubo digestivo lleno pero después el sistema nervioso fue controlando el hecho de comer. Los animales superiores tienen centros de apetito y saciedad, cuando la cantidad de glucosa en sangre era suficiente se estimulaba el centro de saciedad y se dejaba de comer, cuando el nivel de glucosa en sangre bajaba se estimulaba el centro de apetito y se tenía hambre. Existen dos tipos de digestión:

• Intracelular: corresponde a los animales más primitivos y sin desarrollo de su medio interno. No tienen tubo digestivo y digieren los alimentos dentro de la célula.

• Extracelular: corresponde a los animales más desarrollados en su medio interno en los que la digestión se produce en el interior del tubo digestivo en el que una vez digerido el alimento las sustancias válidas pasan al medio interno y va a las células.

En la evolución del aparato digestivo se consideran varios puntos:

• La digestión se va haciendo cada vez más extracelular.

• Aparece una regionalización del tubo digestivo.

• Aparecen glándulas que vierten enzimas digestivas al tubo digestivo.

• Hay una aparición de capa muscular en el tubo digestivo que provoca contracciones de ese tubo que ayudan a la digestión y permiten el avance del alimento.

• Hay un progresivo control hormonal y nervioso del tubo digestivo.

Los animales tienen una nutrición distinta según la especie.

• Aparato digestivo en animales invertebrados:

• Los más primitivos son los espongiarios o poríferos que tienen poros por todo el cuerpo por el que entra el agua con sustancias alimenticias y dentro de esos poros unas células ciliadas recogen el alimento y hacen una digestión intracelular, el agua con sustancias obrantes la expulsan por un tubo central.

• Los celenterios o cnidarios (pólipos o medusas) tienen una cavidad que hace de boca y ano a la vez , por esta recogen el agua con alimento y segregan una sustancia que casi digiere los alimentos que pasan a las células y allí acaban de ser digeridos. El agua son sustancias sobrantes es expulsada por el mismo lugar.

• Los anélidos, con un cuerpo con anillos llamados metámeros, tienen una digestión extracelular con un tubo digestivo que empieza en la boca y termina en el ano. En el buche almacenan los alimentos y en la molleja los trituran. En el intestino aparecen ciegos, que aumentan la superficie de absorción.

• Moluscos: Tienen un importante aparato masticador con una lengua dentada, la rádula, que tritura el alimento. Aparecen en ellos las glándulas digestivas (hepatopáncreas).

• Artóprodos: (crustáceos, insectos, arácnidos, miriápodos) Tienen una alimentación muy variada, por lo que han desarrollado aparatos bucales según el tipo de alimentación (picador, masticador, chupador, etc) Tienen glándulas digestivas.

• Aparato digestivo en animales vertebrados:

Los animales vertebrados tienen un aparato digestivo muy complejo compuesto de un tubo largo en el que se realiza la digestión y la absorción del alimento y que consta de boca, esófago, estómago, intestino y ano. También tiene glándulas que vierten sustancias al tubo para realizar la digestión. Existe una digestión mecánica y otra química. En la digestión mecánica se tritura el alimento en trozos pequeños sin haber reacción química, para esto se utilizan los dientes o piezas duras del aparato digestivo, los músculos del tubo digestivo ayudan en la digestión mecánica. La digestión química se basa en reacciones químicas para la descomposición del alimento que se producen gracias a los enzimas producidos en la glándulas. Las partes funciones del aparato digestivo son:

• Boca: La boca es por donde se introduce el alimento. Esta puede estar delimitada por un pico y no tener dientes pero en los mamíferos se delimita con el exterior por unos labios, la parte baja se llama suelo de la boca, la parte de arriba es llamada bóveda del paladar, los lados son llamados carrillos o mejillas y al fondo se encuentra el istmo de las fauces. En la boca existen dos estructuras importantes: la lengua y los dientes.

• Lengua: Es un órgano musculosos móvil, que está pegado al suelo de la boca por detrás, tiene el sentido del gusto y sirve para colocar el alimento entre los dientes, ensalivarlo y empujarlo hacia el esófago.

• Dientes: son piezas duras colocados en forma de arco en los maxilares. Se unen a las encías insertándose en los alvéolos. Existen 4 clases: los incisivos (planos), los caninos (puntiagudos), los premolares y los molares (ambos cónicos). El diente tiene distinta partes. Visto desde fuera encontramos la corona, que es la parte externa, el cuello, que se encuentra en la encía y la raíz, que se introduce en la encía. Al hacerle un corte se ve que el diente tiene la pulpa dentaria, que es la parte interna y contiene vasos sanguíneos y nervios, la dentina o marfil, tejido óseo que recubre la pulpa, y el esmalte por arriba y el cemento por abajo siendo el esmalte mucho más brillante y blanco.

• Glándulas salivares: producen la saliva que empapa al alimento, lo ablanda y lo disuelve. La saliva tiene una función bactericida y otra gustativa pues los alimentos no disueltos no pueden ser degustados. La saliva está compuesta de agua, sales minerales, mucina y tialina o amilasa.

• Agua: ablanda y disuelve el alimento.

• Mucina: sustancia mucosa que forma el bolo alimenticio.

• Sales minerales: destruyen algunas bacterias.

• Ptialina: también llamada amilasa descompone el almidón convirtiéndolo en maltosa.

Existen tres tipos de glándulas:

• Glándulas parótidas: se encuentran delante y debajo de las orejas. Segregan una saliva muy fluida que desemboca en los carrillos. Provocan las paperas.

• Glándulas submaxilares: Están bajo la lengua y vierten saliva viscosa a los lados de la lengua.

• Glándulas sublinguales: Están bajo la lengua y vierten saliva viscosa a los lados del frenillo.

Cuando se forma el bolo lo empujamos con la punta de la lengua hacia el istmo de las fauces donde a partir de aquí los movimientos son involuntarios.

Antes del esófago, en algunos animales, se encuentra la faringe, un tramo común al aparato digestivo y respiratorio.

• Esófago: tubo que desciende por la cavidad torácica, en el que puede haber un ensanchamiento llamado buche que almacena el alimento. En el hombre tiene una longitud de unos 25 cm y atraviesa el diafragma terminando en el cardias. Sus paredes son musculosas que provocan las ondas peristálticas que hacen que el alimento vaya al estómago. En el esófago no hay glándulas pero en el sigue actuando la saliva.

• Estómago: tiene forma curvada hacia la izquierda. Sus partes son el cardias, el fundus, el antropilórico y el píloro (en el que se encuentra el esfínter pilórico) sucesivamente. El estómago está replegado por dentro y contiene glándulas gástricas. El estómago realiza digestión mecánica con el movimiento de las paredes, y digestión química, con el jugo gástrico que procede de las glándulas gástricas y está formado por:

• Mucina: reviste las paredes del estómago protegiéndolo y evitando la autodigestión.

• Ácido clorhídrico: provoca un PH ácido, lo que mata a muchas bacterias y evita la putrefacción.

• Pepsinógeno: reaccionando con el ClH se convierte en pepsina que descompone las proteínas en polipéptidos.

• Lipasa gástrica: descompone los lípidos.

• Cuajo o renina: produce una coagulación de la leche facilitando su digestión. Es más abundante en los lactantes.

Al final del estómago se obtiene una sustancia líquida blanquecina llamada quimo que va pasando poco a poco por el píloro.

Existen animales con una digestión diferente como pueden ser los rumiantes: Estos tienen un estómago muy grande con varias partes: rumen, retículo, omaso y abomaso. Estos animales son herbívoros por lo que necesitan grandes cantidades de hierba que solamente cortan y almacenan en el rumen donde unas bacterias lo fermentan parcialmente. Cuando estos animales se encuentran en reposo pasan el alimento al retículo y desde allí a la boca donde lo mastican y se lo vuelven a tragar llevándolo directamente al omaso y después al abomaso. Todos estos animales tienen prolongaciones en el intestino, ciegos, que aumentan la absorción.

• Intestino delgado: tubo de unos 7 m en los humanos que se encuentra replegado sobre si mismo formando las asas intestinales y que consta de tres partes: duodeno, yeyuno e íleon. El estómago por dentro tiene unos repliegues llamadas válvulas conniventes que a su vez tiene microvellosidades o vellosidades intestinales que hacen que aumente a superficie de absorción (10 m2). El estómago acaba en la válvula ileocecal. A lo largo del intestino delgado vierten su contenido el hígado, el páncreas y las glándulas intestinales:

• Hígado: Es la mayor glándula del cuerpo poseyendo 1,5 Kg. de masa en los seres humanos. Se localiza en el diafragma a la derecha y debajo de él se encuentra la vesícula biliar. El hígado produce la bilis que a medida que se forma va por el conducto hepático pasando por el conducto cístico llegando a la vesícula biliar, donde se acumula y cuando es necesaria sale por el conducto cístico al conducto colédoco que desemboca en el duodeno en un abultamiento, la ampolla de Vater. La bilis está formada:

• Sales biliares. Neutralizan el PH del quimo y emulsionan las grasas.

• Pigmentos biliares: son sustancias de desecho en los que destacan la bilirrubina, que es amarilla, y la biliverdina, que es verde.

• Páncreas: se encuentra detrás y a la derecha del estómago y también vierte su contenido en la ampolla de Vater. Se va ensanchando a medida que se acerca al duodeno. Fabrica el jugo pancreático que es recogido por el conducto de Wirsumg y está formado por:

• Amilasa pancreática: Realiza la digestión del almidón.

• Lipasa pancreática: descompone la grasa

• Trixinógeno: es inactivo pero al actuar sobre el la enteroquinasa se convierte en trixina actuando sobre los polipéptidos convirtiéndolos en péptidos simples.

• Nucleasa: descompone los restos de ácido nucleicos que llegan.

• Glándulas intestinales: se encuentran a lo largo del intestino y existen dos clases:

• Glándulas de Brunner: Producen mucina que impide la autodigestión.

• Glándulas de Lieberkhun: producen el jugo intestinal compuesto por:

• H2O

• Disacarasas (maltasa, lactasa y sacarasa)

• Enterolipasa: descompone las últimas grasas.

• Enteroquinasa: transforma el trixinógeno en trixina.

• Erepsina: descompone los últimos péptidos en aminoácidos.

Al final del intestino se obtiene el quilo que está formado por agua, sales minerales, enzimas, monosacáridos, glicerina, ácidos grasos, etc.

Las sustancias digeridos son absorbidas y las no digeridas pasan al intestino grueso por la válvula ileocecal.

• Intestino grueso: envuelve al intestino delgado y es más grueso y tiene unas abolladuras. Se divide en ciego, colon y recto:

• Ciego: va desde la válvula ileocecal por la parte sin salida y tiene el apéndice vermiforme. Se encuentra en el lado inferior derecho del abdomen.

• Colon: tiene tres partes:

• Ascendente

• Transversal

• Descendente: termina en la ese iliaca que se abre en el recto.

• Recto. Acaba en el ano.

En el intestino grueso no hay glándulas digestivas ni digestión pero existe una flora intestinal que son microorganismos que fermentan lo que llega y producen muchas vitaminas que se absorben en el intestino grueso junto con el agua. En el recto se acumulan las heces fecales en las que cuando hay una cantidad suficiente se interviene en el sistema nervioso y se defeca.

A través dela aparato digestivo se absorben varios componentes:

• En el estómago empieza la absorción, se absorbe a través de él agua, sales minerales y sustancias sencillas como son el alcohol y algunos analgésicos.

• En el intestino se absorbe agua y sales minerales, monosacáridos y aminoácidos que pasan directamente a la sangre a través de la vena porta van al hígado, glicerina y ácidos graso que cuando pasan el intestino forman de nuevo grasa y es recogida por lo vasos quilíferos (vasos linfáticos)

• En el intestino grueso se absorbe mucha agua, iones y las vitaminas que allí se forman.

TEMA 13

INTERCAMBIO DE GASES

• Intercambio de gases en la plantas:

Las plantas son organismos autótrofos fotosintéticos por lo que toman CO2 y desprenden O2 en la fotosíntesis, pero también necesitan energía. Las plantas durante el día toman hacen la fotosíntesis y respiran durante día y noche en la que absorben O2 y expulsan CO2 pero si hacemos balance en un día desprenden más O2 que CO2, por lo que purifican el ambiente.

Las plantas intercambian los gases a través de las lenticelas y sobretodo a través de los estomas que están formados por dos células con un ostiolo que se abre cuando la planta está turgente (tiene agua) Esta abertura depende de si aumenta la humedad y la luz y se abren si aumenta la Tª y el CO2, los gases pasan en una dirección u otra por difusión simple dependiendo de la concentración de gases.

Las plantas a través de los estomas también pierden agua en forma de vapor, es decir, transpiran, y esta transpiración dependerá:

• Humedad del ambiente: si el ambiente es muy húmedo la planta no transpirará.

• Temperatura: a más Tª más transpiración.

• Viento: El viento seca la superficie de la planta, por lo que aumenta la transpiración.

Hay varias hipótesis para explicar porqué las plantas transpiran:

• Para desechar agua.

• Para hacer que la savia bruta suba desde las raíces por succión.

• Para refrescarse

• Pueden ser varias cosas.

• Intercambio de gases en animales

Llamamos respiración al intercambio de gases pero este es un uso incorrecto, el término apropiado sería intercambio de gases, que se produce por difusión simple a través de la membrana respiratoria. El intercambio de gases a través de esta membrana dependerá:

• Superficie de la membrana: a mayor superficie más intercambio de gases.

• Espesor de la membrana: a más grosor el intercambio será más difícil.

• Humedad: se necesitan membranas húmedas para que exista un intercambio de gases.

A medida que los seres vivos evolucionan tienen membranas cada vez más complejas dependiendo de la complejidad y el lugar donde viva el organismo:

• Complejidad: los seres al ser más complejos necesitan más energía y, por lo tanto, más O2 y por ello tienen membranas más grandes.

• Características del medio: aparecen un tipo u otro de membrana si el animal vive en el medio aéreo o en el medio acuático.

La membrana respiratoria se forma a partir de unos repliegues que aparecen por un proceso de evaginación o de invaginación:

• Evaginación: desarrollo de la membrana respiratoria hacia el exterior del cuerpo. Animales acuáticos.

• Invaginación: desarrollo de la membrana respiratoria hacia el interior del cuerpo para que no se seque.

Para que haya intercambio de gases debe haber una ventilación, donde los gases deben moverse sobre la superficie. La ventilación puede ser pasiva o activa.

• Características del medio:

• Acuático: los animales acuáticos tienen más dificultad para conseguir el oxígeno ya que hay poco O2 disuelto en el agua. Pero sí tienen más facilidad para desprenderse de los gases de desecho pues estos son solubles en agua. En estos animales la ventilación es unidireccional.

• Aéreo: Es más fácil conseguir O2 debido a que el porcentaje es alto pero es más difícil expulsar desechos, el CO2 se elimina siempre que la membrana sea húmeda pero los productos nitrogenados deben ser eliminados a través de la orina. La ventilación en la mayoría de estos animales es bidireccional.

• Tipos de respiración: dependiendo de cómo sea la membrana respiratoria existen varios tipos de respiración:

• Difusión simple o directa: se da en animales unicelulares y consiste en un paso de gases por difusión simple a través de la membrana celular.

• Respiración cutánea: Se realiza a través de la piel. Se da en animales primitivos, pequeños y de metabolismo bajo. Estos tienen que tener una piel húmeda, delgada, sin cubierta y muy vascularizada por lo que no pueden estar en la superficie. Característica de anélidos, larvas, algunos peces y anfibios que la combinan con otro tipo de respiración.

• Respiración branquial: Se da en animales que viven en el agua, las branquias se dan por evaginación.

• Branquias externas: son más primitivas y se desarrollan hacia el exterior y sin protección. Ventaja: no necesitan mecanismos de ventilación y no gastan energía. Inconveniente: Al estar muy vascularizadas son de color llamativo y al estar hacia el exterior atrae a los depredadores. Se deterioran de forma fácil y rompen la forma hidrodinámica.

• Branquias internas: son más evolucionadas. Las branquias se desarrollan hacia el exterior pero dentro de unas cavidades (cámaras branquiales) y se disponen en arcos branquiales. Las cámaras están cubiertas por opérculos (agallas). Estos animales toman el agua por la boca y cierran los opérculos, después cierran la boca y abren los opérculos, por donde sale el agua pasando a través de las membranas donde los capilares llevan la sangre contracorriente.

• Respiración traqueal: Se da en artóprodos, sobretodo en insectos. Las traqueas son unos tubos que recorren todo el cuerpo y que se abren al exterior por los espiráculos que se abren o cierran gracias a unas válvulas con músculos que poseen. Las traqueas se ramifican en el interior del animal llegando a todos los tejidos y llevando el aire directamente a la célula. Estos tubos están reforzados con quitina y no son muy grandes debido que sería difícil la renovación de aire. Las traqueas suponen el 50% del volumen del cuerpo del animal por lo que no pueden desarrollar órganos y no pueden tener un tamaño mayor.

• Respiración pulmonar: Se da en animales de medio aéreo que desarrollan unas bolsas llamadas pulmones donde se produce el intercambio de gases. La evolución del pulmón consiste en:

• Aumento de la superficie respiratoria.

• Circulación cada vez más eficaz.

• Desarrollo progresivo del mecanismo de ventilación.

Existen dos clases de pulmones:

• Pulmón de difusión: se da en invertebrados (arañas, caracoles, escorpiones, etc). Consiste en simples bolsas en las que el aire penetra y allí se produce el intercambio de gases por difusión simple. El intercambio no es muy grande por lo que pertenece a animales pequeños y de metabolismo bajo.

• Pulmón de ventilación: se da en animales grandes con grandes necesidades metabólicas. Hay dos clases de pulmones de ventilación:

• Ventilación mediante bomba de presión: Es característica de los anfibios, que también respiran por la piel. Son pulmones primitivos que para ventilarlos el animal abre la boca y las fosas nasales y las llena de aire, después cierra la boca y las coanas y levantan el suelo de la boca tragándose el aire y pasándolo a los pulmones.

• Bomba de succión: Se da en reptiles, mamíferos y aves. En los reptiles y mamíferos la respiración es bidireccional y en las aves es unidireccional. El aparato respiratorio del hombre está formado por:

• Fosas nasales: están dividas por el tabique nasal y se sitúan encima de la boca, se abren al exterior por lo orificios nasales y su última parte son las coanas. La nariz está formada por huesos y cartílagos con repliegues formado por un epitelio que retiene el polvo. La parte anterior y lateral tiene muchos vaso sanguíneos que forman la pituitaria roja que calienta el aire. En la parte superior se encuentra la pituitaria amarilla, donde se encuentra el sentido del olfato.

• Faringe

• Laringe: está en la garganta que tiene huesos y cartílago (nuez). En la laringe están las cuerdas bocales y en su parte superior tiene una tapadera, la epiglotis, que cuando tragamos cierra la laringe.

• Tráquea: tubo formado por cartílagos abierto por detrás que a la altura de la cuarta vértebra dorsal se divide en dos.

• Bronquios: prolongaciones de la tráquea que se introducen en el pulmón. En el pulmón derecho se divide en 3 ramas y en el izquierdo en 2.

• Bronquíolos. Prolongaciones de los bronquios que forman el árbol bronquial en el que al final de las ramas se encuentran los alvéolos.

• Alvéolos: están rodeados por capilares donde se produce el intercambio de gases en las paredes.

• Pulmones: masas esponjosas de color rosado con forma de pirámide formados por las ramificaciones del árbol bronquial, vasos sanguíneos, nervios y tejido conjuntivo. El pulmón derecho tiene 2 tabique divididos en 3 lóbulos y el izquierdo un tabique dividido en 2 lóbulos. El pulmón izquierdo es más pequeño debido a que está al lado del corazón. Alrededor de los pulmones están unas membranas llamadas pleuras. La más externa es la hoja parietal y la hoja visceral es la más pegada al pulmón. Entre estas dos hojas se encuentra el líquido pleural que impide la separación.

La ventilación se activa mediante dos movimientos, la inspiración y la espiración:

• Inspiración: es un movimiento activo que se produce por la contracción de los músculos que se unen a la caja torácica que hacen que se levante, a la vez el diafragma se aplasta hacia abajo por lo que la caja torácica aumenta de volumen y la presión en los pulmones es menor y el aire entra en los pulmones.

• Espiración: Es un movimiento pasivo en el que se relajan los músculos y el diafragma sabe y el volumen de la disminuye y aumenta la presión en los pulmones por lo que sales el aire.

Las aves han buscado un mecanismo de ventilación unidireccional. Estas tienen unos sacos aéreos que almacenan aires y se extienden por todo el cuerpo por lo que se reduce el peso. Las aves toman el aire por la nariz o boca, lo pasan a la laringe, a l tráquea, a un bronquio, a los sacos aéreos, a los pulmones, a los sacos aéreos anteriores, a la tráquea y al exterior. Las aves han desarrollado este sistema debido a que tienen necesidades metabólicas muy altas. En la inspiración pasan el aire hasta los sacos aéreos posteriores y en la espiración el aire pasa a los pulmones y sale el aire de los sacos aéreos anteriores.

El control de la respiración: El intercambio de gases debe ser continuo pero hay animales con pocas necesidades metabólicas que pueden dilatar el intervalo para tomar O2. Los animales de las zonas litorales, cuando la marea es alta sí respiran, pero cuando baja no, pues tienen branquias y necesitan agua para respirar. Los animales con grandes necesidades metabólicas deben intercambiar gases constantemente, esto es controlado de dos formas:

• Control nervioso: El centro de la respiración en el bulbo raquídeo controla la contracción de los músculos que hacen que se mueva la caja torácica.

• Control químico: cuando la concentración de CO2 en sangre aumenta unos receptores informan al SNC y provoca el movimiento de inspiración.

TEMA 14

CIRCULACIÓN Y TRANSPORTE

• Transporte en los vegetales:

Las talofitas toman todas las sustancias por cualquier parte del cuerpo y las pasan a todas las células por difusión simple. Pero por el contrario las cormofitas toman el H2O y las sales (savia bruta) por la raíz y los transporta por el xilema hasta las partes verdes donde se forma el savia elaborada que es agua y materia orgánica que es transportada por el floema.

• Transporte de savia bruta: La savia bruta se lleva desde la raíces a las partes verde por los vasos leñosos (xilema) de distintas formas:

• La savia bruta asciende por capilaridad: los vasos leñosos son muy finos y por ello asciende pero sólo hasta un metro, esto es sólo valido para las plantas herbáceas.

• Presión radical: El H2O y las sales minerales penetran constantemente por la raíz, por lo que empujan a lo de dentro y la hacen ascender.

• Cohesión-transpiración: el H2O tiene gran cohesión entre sus moléculas, por lo que al hacer la transpiración hay una succión desde la parte alta de la planta pero la columna no se puede interrumpir nunca.

• Transporte de savia elaborada: la savia elaborada debe llegar a todas las partes de la planta. Este transporte, que es activo, se realiza en todas direcciones por los vasos liberianos o floema:

• Las corrientes citoplasmáticas de las células liberianas provocan un flujo de la materia.

• En el citoplasma de esas células hay algunas proteínas contráctiles que provocan el movimiento.

• Flujo de masas debido a la diferencia de turgencia: la savia elaborada tiende a ir desde las zonas verdes (turgentes) a las zonas no turgentes.

• Circulación y transporte en animales:

• Unicelulares: no necesitan sistema de transporte. Algunos pueden crear corrientes en el citoplasma.

• Pluricelulares más sencillos: igualmente no necesitan sistema de transporten pues pasan las sustancias por difusión simple de unas a otras células.

• Pluricelulares un poco más desarrollados: tienen muchas células y no pueden tomar la sustancia el medio externo ni expulsarla directamente pero han desarrollado un medio interno que baña a todas las células dándoles la sustancia y recogiendo los desechos. El medio debe ser constante e isotónico. Para permanecer constante debe renovarse continuamente.

• En los invertebrados los fluidos que bañan el medio interno y los que se mueven no presentan diferencias y se llama hemolinfa.

• El líquido que baña el medio interno se llama plasma intesticial o líquido tisular y los líquidos que se mueven son la sangre y la linfa.

En los animales pluricelulares hay un sistema de circulación formado por los líquidos circulantes, los vasos o conductores y un mecanismo de bombeo o propulsión que en los insectos se utilizan la contracción de los músculos del cuerpo en los más avanzados aparece el corazón. Aparecen varios tipos y clasificaciones de circulación:

• Abierta: Los líquidos circulatorios circulan a través de unos vasos que en un punto se abren en lagunas de medio interno y se vuelven a recoger en vasos.

• Cerrada: los líquidos circulatorios siempre van por lo vasos circulatorios.

• Sencilla: El líquido circulatorio baña a todo el cuerpo y pasa sólo una vez por el corazón.

• Doble: Dos recorridos, el líquido circulatorio sale del corazón y hace un recorrido, pasa otra vez por el corazón y hace otro recorrido.

• Completa: la sangre oxigenada no se mezcla con la no oxigenada

• Incompleta: la sangre oxigenada se mezcla con la no oxigenada.

Líquidos circulantes:

• En los invertebrados no existe una clara separación entre el líquido circulatorio y el líquido del medio interno. Este líquido se llama hemolinfa.

• En los seres más pluricelulares más avanzados aparece diferenciación entre el medio interno y los líquidos circulantes. Lo más importante de los líquidos circulantes es que adquieren unos pigmentos que transportan el O2 y el CO2 de colores variados ( rojos con Fe y azules con Cu) Los más importantes son la hemocianina que es azul con Cu, característica de los invertebrados, y la hemoglobina que es roja con Fe, característica de los vertebrados.

• Sangre: es el principal líquido circulatorio de los vertebrados y desempeña varias funciones. Es in líquido rojo que supone el 8% del peso del cuerpo.

Funciones:

• Transporte: La sangre transporta los nutrientes por todo el cuerpo, recoge los productos de desecho, reparte el O2, y transporta las hormonas.

• Defensa: contiene anticuerpos y células con función fagocitaria.

• Función de homeostasis: regula la Tª del cuerpo y el PH.

Composición:

• Plasma sanguíneo: es la sangre sin las células que la componen. El suero es lo mismo pero sin fibrinógenos. Aparte de una gran cantidad de agua contiene:

• Sales minerales en forma de iones (Cloruro, bicarbonato, Ca, So, Po, Mg)

• Nutrientes: aminoácidos, monosacáridos (glucosa), albúmina.

• Productos de desecho del metabolismo: CO2, compuestos nitrogenados.

• Hormonas producidas en las glándulas endocrinas.

• Inmunoglobulinas: proteínas que actúan en la defensa del organismo.

• Proteínas fibrilares: fibrinógeno y protombina que actúan en la coagulación de la sangre.

• Células sanguíneas: se forman en un proceso, hematopoyesis, que se produce en la médula ósea roja. Antes se pensaba que cada célula provenía de un origen distinto (teoría polifilética). Hoy se mantiene la teoría monofilética, todas las células sanguíneas provienen del mismo origen, unas células de la médula ósea roja, los hemocitoblastos que forma, aunque algunas terminan de formarse en el bazo o en los gamios linfáticos:

• Glóbulos rojos: los hemocitoblastos se cargan de hemoglobina formando los titroblastos que se convierten en eritrocitos, hematíes o glóbulos rojos.

• Granulocitos: los hemocitoblastos se convierten en granuloblastos y estos en granulocitos.

• Monocitos: los hemocitoblastos se convierten en monoblastos y estos en monocitos.

• Linfocitos: se forman linfoblastos de los hemocitoblastos y después linfocitos. (estos tres últimos son leucocitos o glóbulos blancos)

• Plaquetas: los hemocitoblastos a megacarioblastos y estos a megacariocitos que se dividen en plaquetas.

Estas células se clasifican en tres grandes grupos:

• Eritrocitos, hematíes o glóbulos rojos: son células cargadas de hemoglobina, en los mamíferos son células muertas sin núcleo para poder llevar más hemoglobina, son muy elásticas y por ello pueden atravesar algunos vasos muy estrechos, dan el color rojo a la sangre y no son activos si no que se mueven por que son arrastrados por la sangre y no salen de los vasos sanguíneos nunca.

• Leucocitos o glóbulos blancos: son más grandes que los eritrocitos y tienen núcleo pudiéndose mover libremente, son blancos ya que no tienen hemoglobina, pueden estar fuera de la sangre, en el líquido tisular. Tienen función defensiva. Forman dos grupos:

• Granulocitos o polinucleados: Tienen gránulos en el citoplasma y un solo núcleo pero que parece varios debido a su forma arrosariada. 3 tipos:

• Neutrófilos: son los más abundantes, sus gránulos se tiñen con colorantes neutros. Fagocitarios.

• Eosinófilos: Sus gránulos se tiñen de rojo con colorantes ácidos. Fagocitarios.

• Basófilos: sus gránulos se tiñen de azul con colorantes básicos. Son menos abundantes y sintetizan sustancias.

• Agranulocitos o mononucleados: No tiene gránulos y con un solo núcleo. 2 tipos:

• Monocitos: Leucocitos de mayor tamaño, con núcleo arriñonado, función de defensa y limpieza.

• Linfocitos: de menor tamaño, núcleo muy grande esférico, con muchos ribosomas, fabrican anticuerpos, función de defensa.

• Plaquetas: No son células, sino fragmentos de megacariocitos, en especies inferiores no hay plaquetas sino trombocitos que son células enteras. La función de las plaquetas es intervenir en la coagulación de la sangre. En el plasma hay protombina, y las plaquetas al abrirse una herida liberan tromboplastina que junto con iones y factores de coagulación actúan sobre la protombina y forman trombina que actúa sobre el fibrinógeno y lo transforma en fibrina, esta es un proteína que forma fibras que hacen de tapón.

• Linfa: líquido amarillento que se forma a partir del líquido tisular. Los vasos linfáticos tienen glánguios linfáticos intercaladamente y forman los linfocitos y por ello la linfa será plasma intersticial enriquecido en linfocitos. La función de la linfa es retirar o drenar el exceso de medio interno y tiene una función defensiva.

• Vasos conductores de sangre:

• Arterias: conducen la sangre hacia fuera del corazón, a medida que se alejan de este van siendo más numerosas y finas, si le damos un corte podemos observar que tiene tres capas:

• Túnica adventicia: más exterior y compuesta de tejido conjuntivo.

• Túnica media: muy gruesa compuesta de tejido muscular que hace a la arteria elástica y por ella circula la sangre de manera continua.

• Túnica interna: compuesta de endotelio.

• Venas: devuelven la sangre al corazón, a medida que se acercan a este son menos numerosas y más gruesas, las venas tienen de las tres túnicas pero la muscular es más fina, por eso las venas son menos elásticas. Las venas tienen unas válvulas que evitan la circulación en dirección contraria.

• Capilares: conectan las arterias con las venas, son ramificaciones de estas, son vasos muy delgados que se componen de una capa de endotelio, a través de ellos se hace el intercambio.

• Vasos linfáticos: conducen la linfa. Se introducen en el medio interno y se van reuniendo intercalando glánguios linfáticos, en su recorrido hay válvulas. Desembocan en el torrente circulatorio sanguíneo.

• Sistema de bombeo:

• En animales muy primitivos los líquidos se mueven por contracciones de cuerpo.

• Otros más avanzados los líquidos se mueven por vasos muscularizados.

• Aparecen órganos especializados en bombear, el corazón, que es muy variado en distintos animales.

• Corazón de circulación abierta: es muy variado en forma, tiene unos vasos por los que sale la sangre del corazón y unos orificios por donde entra (ostiolos).

• Corazón de circulación cerrada: es muy variado. Por ejemplo los anélidos tienen un vaso ventral y uno dorsal que se conectan mediante vasos transversales que se contraen y bombean la sangre. En lo vertebrados el corazón tiene varias cavidades, aurículas, que recogen la sangre, y ventrículos que expulsan la sangre desde el corazón. Los peces solo tienen dos cavidades. Los anfibios tienen dos aurículas y 1 ventrículo. Los reptiles 2 aurículas y 1 ventrículo parcialmente dividido. Las aves y los mamífero 2 aurículas y 2 ventrículos.

Existen dos tipos de corazones:

• Neurogénicos: la actividad del corazón es controlado directamente por el sistema nervioso, pertenece a seres más primitivos.

• Miogénicos: el bombeo del corazón se debe a la contracción de agrupaciones musculares de las paredes del corazón, influenciado por el sistema nervioso.

En un latido cardiaco existen dos movimientos:

• Sístole: contracción que hace que la sangre se expulse

• Diástole: dilatación, entrada de la sangre.

Corazón de los mamíferos: En el s. h. Tiene el tamaño de un puño cerrado, se localiza en el centro inclinado hacia la izquierda por el extremo. Tiene una doble membrana de tejido conjuntivo, pericardio, que está rellena de líquido pericárdiaco. El corazón tiene una capa de tejido muscular (miocardio) y por dentro en endocardio, compuesto de endotelio. Si vemos un corazón por dentro se ven que las aurículas son más pequeñas que los ventrículos siendo el izquierdo más grande y musculoso. Las aurículas y los ventrículos no se comunican entre sí.

De la aurícula izquierda al ventrículo derecho está la válvula tricúspide y de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo la bicúspide. A la aurícula derecha llegan las venas cava superior e inferior, a la aurícula izquierda llegan la 4 venas pulmonares. Del ventrículo derecho sale la arteria pulmonar y del izquierdo la aorta, al inicio de la arteria aorta están las válvulas sigmoideas.

• Circulación sanguínea. Aparato circulatorio.

• En los animales mas sencillos se debe a contracciones del cuerpo.

• Otros usan vasos conductores muscularizados o músculos del cuerpo.

• Invertebrados:

• Anélidos: circulación cerrada, existen unos vasos transversales en cada anillo que conectan el vaso dorsal con el ventral. La circulación va hacia delante en la parte dorsal y hacia atrás en la ventral.

• Moluscos: Circulación abierta, el corazón se contrae y expulsa la hemolinfa por una arteria que se ramifica y se abre en una laguna, el cuerpo se contrae y se abren los ostiolos del corazón que recogen la hemolinfa.

• Vertebrados: la circulación depende del tipo de corazón que tengan:

• Peces: Corazón con una aurícula y un ventrículo, circulación cerrada, simple y completa:

C. de Cuvier (No ox.)

A Cuerpo

V

A. Aorta (ox.)

A. Branquial

Branquias (4)

• Anfibios: Circulación cerrada, doble e incompleta.

O2

O2

Pulmones Piel

No ox.

AD AI Cuerpo

V

• Reptiles: Circulación cerrada, doble y parcialmente completa.

O2

No ox.

Pulmones

AD AI Cuerpo

VD VI

• Mamíferos y aves: Circulación cerrada doble y completa. En los mamíferos la arteria aorta va hacia la izquierda y en la aves hacia la derecha.

4 V. Pulmonares (O2)

Pulmones 2 V. Cavas No ox.

AD AI Cuerpo

VD VI

A. Pulmonar A. Aorta

• Circulación linfática:

El sistema circulatorio linfático está formado por vasos linfáticos que se inician desde un extremo cerrado desde donde se drena el plasma intersticial, esos vasos se reúnen en vasos más grande y en su recorrido tienen glánguios linfáticos que forman los linfocitos. Los vaso quilíferos recogen la glicerina y los ácidos grasos en forma de gotas de grasa, estos se reúnen en la cisterna de Pecket donde se recoge la grasa.

Los vasos linfáticos procedentes de la cisterna de Pecket, los de las pierna, los del abdomen, los de la izquierda del tórax, los del brazo izquierdo y los de la izquierda de la cabeza terminan en el conducto linfático que desemboca en la vena subclavia izquierda que se localiza en el hombro izquierdo, esta vena desemboca en la vena cava superior.

Los vasos linfáticos de la derecha del tórax, los del brazo derecho y los de la derecha de la cabeza forman la gran vena linfática que va a la vena subclavia derecha y esta a su vez a la cava superior.

TEMA 15

HOMEOSTASIS Y EXCRECIÓN

• La homeostasis es la regulación del medio interno para mantenerlo constante. El organismo debe ir reajustando el medio interno para equilibrarlo. Las variaciones pueden ser en el agua, en las sales minerales, en las hormonas, en los productos de desecho, en el PH, en la Tª, etc.

Hay seres vivos que adquieren unos comportamientos para regular las variables, pero esto son los más primitivos. Por ejemplo en algunos animales cuando varía la Tª adquieren unos comportamientos u otros que regulan su propia Tª. Los seres más superiores regulan algunas variaciones mediante el sistema nervioso y el sistema endocrino, mediante un proceso de retroalimentación o feel back. Esto consiste en que cuando una variable aumenta hay unos receptores que informan de la variación y el SN regula eso, la variable desciende hasta que se alcanza unos valores mínimos, cuando se alcanza este valor los receptores informan y el SN vuelve a aumentarlo.

• Una de las funciones fundamentales de la homeostasis es mantener el equilibrio osmótico y eliminar las sustancias de desecho.

El agua y las sales minerales alteran el equilibrio osmótico.

Los desechos principales son el agua, el CO2 y los compuestos nitrogenados. Estas sustancias pueden ser utilizadas, por ejemplo, el agua en animales desérticos no puede ser despreciada por lo que la orina es casi sólida. El CO2 hace falta para rebajar el PH. Los compuestos nitrogenados anión amonio (NH4-) y el amoniaco son muy tóxicos y se eliminan en forma de urea o ácido úrico. La urea es soluble en agua y por ello se elimina con la orina, El ácido úrico es poco tóxico e insoluble en agua y se elimina en orina casi compacta, con poca pérdida de agua.

• Órganos excretores: Los órganos que intervienen en la excreción son prácticamente todos pero los mas directamente implicados son:

• Pulmones: eliminan el CO2

• Piel: además de regular el medio interno pues mantiene la Tª del cuerpo por sudoración y dilatación de los vasos, elimina productos de desecho por el sudor que es orina primaria.

• Hígado: centro donde se almacenan todos los nutrientes, excepto la grasa. Por él pasa toda la sangre del cuerpo y los glóbulos rojos se descomponen allí y se produce la bilirrubina y biliverdina.

• Aparato excretor: está formado por un tubo simple y en algunos casos se agrupan y forman estructura complejas, los riñones. La función de estos tubos tienen tres procesos:

• Filtración: penetración al interior del tubo excretor de sustancias procedentes del medio interno o de los vasos sanguíneos, se produce por difusión simple debido a la diferencia de presión.

• Reabsorción: paso de las sustancias necesarias desde el interior del tubo al medio interno por transporte activo con gasto de energía.

• Secreción: nueva entrada de sustancias tóxicas al interior del tubo por transporte activo con gasto de energía.

El resultado de estos tres procesos es la orina que se expulsa al exterior.

Los tubos del aparato excretor presentan variaciones según el grado de evolución del ser:

• Nefridios: órganos excretores de muchos invertebrados. Existen 2 tipos:

• Protonefridios: son los más primitivos y pertenecen a animales sin celoma. Son un simple tubo cerrado, a veces con cilios que facilitan el movimiento de los líquidos y se abre al exterior por el nefridioporo.

• Metanefridios: son más evolucionados. Pertenecen, por ejemplo, a los anélidos. En estos hay un par de nefridios por cada anillo, estos son tubos que se inician en un metámero y desemboca en el metámero vecino. Estos tubos tiene una apertura con cilios.

• Glándulas verdes: son unas variantes de los nefridios, típica de crustáceos que tienen sólo 2 glándulas que desembocan en la base de las antenas.

• Tubos de Malpighio: son característicos de los insectos, son unos tubos cerrados por un extremo que se encuentran en el abdomen y desembocan en el tubo digestivo.

• Nefronas: son típicas de los vertebrado, se reúnen formando el riñón.

El aparato excretor se forma fundamentalmente por las vías urinarias y los riñones:

• Las vías urinarias son los uréteres, la vejiga de la orina y la uretra.

• Los riñones son dos, se localizan en la región lumbar y tienen forma de judía. Si se les hace un corte se ven varias partes:

• Corteza: es la parte más externa y tiene un aspecto granuloso, tiene prolongaciones llamadas tabiques renales, compuestos de tejido conjuntivo.

• Médula: está dividida en pirámides renales que se delimitan por los tabiques renales. Tiene un aspecto estriado y puede haber de 9 a 13 pirámides renales.

• Pelvis renal: es la zona interna, rodeada de pirámides renales.

De la pelvis renal parte el uréter, que desemboca en la vejiga de la orina, esta tiene un esfínter en su salida y a continuación se encuentra la uretra que puede ser de longitud variable siendo más larga en los hombres.

En los riñones se forma la orina, que se forma en el interior de las nefronas. Una nefrona es la unidad fundamental de los riñones, tiene una región glomerular y una región tubular:

• Región glomerular: está formada por:

• Cápsula de Bowman: es la parte anterior del tubo de la nefrona formando una especie de copa.

• Glomérulo de Malpighi: masa de capilares formados a partir de la arteria aferente que salen a la arteria eferente. Se encuentran dentro de la cápsula de Bowman. La arteria aferente es de mayor diámetro.

• Región tubular: es un tubo con varias partes:

• Tubo contorneado proximal.

• Tubo colector.

• Tubo contorneado distal.

• Tubo colector

El funcionamiento de las nefronas tiene dos etapas:

• Etapa glomerular: forma la orina primaria por diferencia de presión debido al menor diámetro de la arteria eferente. De aquí se obtiene una sustancia muy diluida parecida al sudor compuesta sobretodo de agua, de desechos y de sustancias que sirven. Los riñones producen al día 200 l de orina primaria.

• Fase tubular: en esta fase se produce una reabsorción de parte de lo filtrado mediante transporte activo. Se reabsorbe sustancia que son necesarias en el organismo. De esta reabsorción se obtiene agua con productos de desecho, sobretodo nitrogenados. Después hay una secreción hacia el interior del tubo. Al final se vierte al tubo colector la orina definitiva, los tubos colectores se reúnen a la altura de la pelvis formando el uréter que desemboca libremente en la vejiga de la orina hasta que esta alcanza un volumen determinado y se crea la necesidad de orinar, donde se abre el esfínter y se expulsa la orina a través de la uretra.

En la formación de la orina actúan hormonas como la adiuretina, que se produce en la hipófisis y determina la fluidez de la orina en función de la cantidad de líquidos que se hayan tomado. A más adiuretina menos fluidez en la orina.

• Excreción en vegetales:

Los vegetales al tomar las sustancias que verdaderamente necesitan y al tener menos metabolismo que los animales producen muchos menos productos de desecho por lo que no tienen aparato excretor. Las sustancias se van acumulando en unas vacuolas de interior del citoplasma y se eliminan por los tejidos secretores. Pero esto verdaderamente no es una secreción pues las sustancias de desecho pueden ser utilizadas como son: sustancias olorosas y jugos azucarados (atraen animales polinizadores) y la resina (ayuda a la cicatrización).