FUNCIONES VITALES CELULARES: respiracion,nutrición,reproducción

Noviembre 2009 Preguntas diversas de Biología, Bioquímica y Fisiología Francisco Noé Hernández Jaime/ Biología Experimental.

Enlis Enliste te y desc describ riba a breve breveme mente nte las las funciones vitales celulares.

Enlis nliste te y desc descri riba ba brev brevem emen ente te funciones vitales de los animales.

Los organi organismo smo que presen presentan tan la caract caracterí erísti stica ca “vida” comparten algunas o varias características entre si, algunos ejemplo ejemplo son la homeostasis, homeostasis, la homeocine homeocinesis, sis, irritabil irritabilidad, idad, Metabolis Metabolismo, mo, desa desarr rrol ollo lo,, la capa capaci cida dadd de desa desarr rrol ollo lo la reprod reproducc ucción ión entre entre otras otras pero pero ¿son ¿son tod todas as estas estas funciones necesarias para que el organismo tenga la calidad de ser vivo?

Lo que distingue los sistemas vivos de los demás sist sistem emas as del del univ univer erso so es su capa capaci cida dadd de mantenerse en desequilibrio en relación al medio ambiente que los rodea, dado que si el organismo esta esta en equi equili libr brio io con con su medi medioo ambi ambien ente te se consi onside dera ra no vivo, ivo, son son las las func uncione ioness que que interv intervien ienen en en el desequ desequili ilibri brioo con el medio medio ambi ambien ente te func funcio ione ness vita vitale les, s, esta estass son son la circulación, la respiración y la respiración

Las célu célullas exis xisten ten en un ambie biente nte cuya uya composición química y física debe ser constante. Este Este ambi ambien ente te se deno denomi mina na medi medioo inte intern rnoo (llamado (llamado así por Claude Claude Bernard) Bernard) Si tal medio medio inte intern rnoo no mant mantie iene ne esas esas cara caract cter erís ísti tica cass se generan problemas que en un momento pueden  propiciar la muerte del organismo por tanto las fun funcion ciones es que que mant mantiiene enen con consta stante ntes las las condiciones fisicoquímicas del medio interno son también funciones vitales. Respiración La respiración celular es parte del  metabolismo , concretam concretamente ente del  catabolismo , en la cual es liberada la energía contenida en distintas moléculas. moléculas.

 Nutrición   Función Función mediante la cual la célula célula obtiene obtiene materia y la energía necesarias para fabricar   su propia materia así como realizar funciones necesarios para mantener el equilibrio interno

Irritabilidad celular  Capacidad Capacidad para recibir recibir estímulo estímuloss del medio medio interno y responder a ellos adecuadamente.

Reproducción Capacidad Capacidad para generar generar nuevos nuevos organismo organismoss vivos a partir de organismo vivos existentes.

 NUTRICIÓN

las las

Noviembre 2009 Preguntas diversas de Biología, Bioquímica y Fisiología Francisco Noé Hernández Jaime/ Biología Experimental.

La respiración en diversos niveles de complejidad. respiraci ación ón RESPIR RESPIRACI ACIÓN ÓN CELULAR: CELULAR:   La respir celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en la mayoría de las células. También es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuale ualess se obti obtien enee ene energí rgía a par partir de la degradaci degradación ón de sustancia sustanciass orgánicas, orgánicas, como los azúcares y los ácidos principalmente. ácidos principalmente.

RESPIR RESPIRACI ACIÓN ÓN DIRECT DIRECTA: A:   La respir respiraci ación ón directa se da cuando el intercambio de gases se realiza directamente entre el  medio ambiente y ambiente  y las células del organismo, sin la intervención de un órgano órgano respirator respiratorio. io. Debido a que en el medio externo la concentración de oxígeno es mayor que en el medio interno, este  gas ingresa por simple difusi difusión. ón.La La respir respiraci ación ón direct directa a se presen presenta ta en orga organi nism smos os como como porí porífe fero ros, s, cele celent ntér éreo eos, s,  platelmintos y nemátodos.

Selec Seleccio cione ne dos dos de esas esas func funcion iones es y encuentre, en al menos un organismo de cada cada nive nivell de com complej plejid idad ad las las estructuras y funciones equivalentes. En el caso de la respiración que describiré como el intercambio de gases: la llegada de oxígeno (O 2) y la eliminación de dióxido de carbono (CO2).Pr ).Proc oces esoo que que ocur ocurre re desd desdee los los anim animal ales es unicelula unicelulares res hasta aquellos aquellos más especial especializado izados. s. Mientras más complejo es el animal, su sistema respiratorio debe cumplir mayores exigencias, por  lo cual este sistema debe adaptarse a cada especie.

El término respiración se aplica a dos procesos biológicos separados: 1) Al proceso químico de liberación de energía tras el metabo metabolis lismo mo de los compue compuesto stoss orgáni orgánicos cos,,   proce proceso so que se denomi denomina na respir respiraci ación ón intern internaa o respiración celular. 2) A la respiración externa referida al proceso de intercambio de gases entre el organismo y su medio externo.

RESPIRACIÓN RESPIRACIÓN INDIRECTA: INDIRECTA: Este ste tipo de respiración es característico en animales de gran tamaño, tamaño, por lo que es necesaria necesaria la presencia presencia de un órgano respiratorio, capaz de transportar los gases desd desdee el medi medioo ambiente haci haciaa el sistema circulatorio y viceversa.

En animales sencillos como  protozoos, esponjas y celentéreos, el O2 disuelto en el agua pasa por  difusión a las células y de la misma forma el CO 2 se difunde al agua. En animales que viven en ambientes húmedos o acuáticos como ciertos anélidos, algunos artró rtróppodos odos y anfib nfibiios (que que ade además más tiene ienenn   pul pulmo mone nes) s) resp respir iran an a trav través és de la piel piel:: es la resp respir irac ació iónn cutá cutáne nea, a, este este tipo tipo de resp respir irac ació iónn necesi necesita ta que la piel piel sea permeabl permeablee a los gases, gases, además de estar continuamente húmeda.

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Respiración traqueal Propia de insectos y otros artrópodos terrestres. En éstos el aire es llevado desde el exterior hasta las células del organismo por un sistema de tubos, de form formaa que que el inte interc rcam ambi bioo de gase gasess ocur ocurre re directamente entre las células y el ambiente, cada segmento corporal del insecto tiene un par de estos sistemas de conductos aéreos, los cuales, después de rami ramifi fica carrse múlt últiple ipless vec veces, es, ll lleg egaan lo sufici suficient enteme emente nte cerca cerca de cada cada célula célula para para que ocurra el intercambio de gases. Los gases entran y salen de este sistema de tubos impulsados por los movimient movimientos os corporale corporales, s, en la desembocad desembocadura ura de cada cada tubo tubo con con el exte exteri rior or exis existe te un mú músc scul uloo espe especi cial al que que la abre abre y cier cierra ra.. Es un sist sistem emaa respirator respiratorio io eficiente eficiente para pequeños pequeños organismo organismos, s, que sería inadecuado para los mayores por que el aire aire no llega legarí ríaa rápida pidame ment ntee a gran grande dess  profundidades.

El saltamonte saltamontes s ilustra el sistema sistema respiratorio respiratorio de los insectos. En éstos el aire es llevado desd desde e el exte exteri rior or hast hasta a las las célu célula las s del del organismo por un sistema de tubos, de forma que el int intercambio de gases ocurre directamente entre las células y el ambiente

Las branquias externas tienen la ventaja de que su  simple movimiento moviliza el agua, pero pueden ser fácilmente dañadas por los agentes externos.

Las branqu branquias ias intern internas, as, están están situad situadas as en una cavida cavidad d protec protector tora a por lo que es necesa necesario rio un sist sistem ema a de vent ventil ilac ació ión n de la supe superf rfic icie ie de intercambio

ANFIBIOS: tienen tienen pul pulmon mones es que les permit permitee resp respir irar ar el aire aire.. Ésto Éstoss son son pequ pequeñ eños os,, poco poco desarrollados y hacen circular el aire de una manera  peculiar. Para inspirar abren las ventanas nasales y descienden el piso de la boca con lo cual penetra el aire que llena esta cavidad. Entonces, cierran los orif orific icio ioss nasa nasale less y sube subenn el piso piso de la boca boca comprimiendo el aire y forzándolo a entrar en los  pulmones. Para respirar comprimen la cavidad con los los orif orific icio ioss nasa nasale less abie abiert rtos os.. Adem Además ás de la respiración por medio de los pulmones, la rana obtiene la mitad de su oxígeno a través de la piel húmeda, y si se sumerge en el agua fría, la piel le suministra todo el oxígeno necesario.

A medida que aumenta la complejidad del anima animall se hace hacen n prese presente ntes s estruc estructur turas as especializadas para hacer más eficiente el proceso de la difusión . LAS BRANQUI BRANQUIAS: AS: son proyec proyeccio ciones nes de la

superficie externa del cuerpo o de la capa interna del del inte intest stin inoo haci haciaa el exte exteri rior or del del anim animal al,, son son características características de animales acuáticos, como algunos anélidos, anélidos, moluscos, moluscos, crustáce crustáceos, os, equinoderm equinodermos os y  peces. Los gases son transportados hasta las células   por por un sist sistem emaa circ circul ulat ator orio io,, hay hay dos dos ti tipo poss de   bra branq nqui uias as:: exte extern rnas as e inte intern rnas as.. Las Las prim primer eras as evolutivamente son más primitivas.

Imagen Imagen de un anfibio anfibio fueron fueron los los primeros primeros animal animales es vertebr vertebrado ados s en adapta adaptarse rse a una vida semi terrestre

Respiración pulmonar.

Los pulmones son invaginaciones de las superficies respiratorias rodeadas de capilares sanguíneos. Son  bolsas de finas paredes, que sirven para realizar el

Noviembre 2009 Preguntas diversas de Biología, Bioquímica y Fisiología Francisco Noé Hernández Jaime/ Biología Experimental. intercambio gaseoso, para lo que se conectan con el exterior mediante una serie de conductos. Según se asciende en la escala animal, los pulmones van incrementando su superficie interna. los anfibi anfibios, os, presen presentan tan pul pulmon mones es con forma forma de saco sacos, s, comp comple leme ment ntan an esta esta resp respir irac ació iónn con con la cutánea

Aves Aves y mamí mamífe fero ros, s, pres presen enta tann pulm pulmon ones es más más desarrollados debido a los sacos aéreos de las aves y a los alvéolos alvéolos en mamíferos. mamíferos. Estos Estos mecanismo mecanismoss   perm permite itenn a estos estos dos grupos grupos de verteb vertebra rados dos un considerable aumento de la superficie respiratoria.

Sistema Respiratorio de los Reptiles

Respiran exclusivamente por medio de pulmones, su piel seca y gruesa no permite intercambio de gases. Sus pulmones están un poco más desa desarr rrol olla lado doss que que los los de los los anfi anfibi bios os.. En los los reptiles, como la iguana, el aire entra y sale de los   pul pulmo mone ness medi median ante te mo movi vimi mien ento to mu musc scul ular ares es corpor corporale ales. s. Los múscul músculos os del tórax tórax dilata dilatann la cavida cavidadd toráci torácica ca y dentro dentro de ella ella dismin disminuye uye la   pre presi sión ón.. De esta esta form formaa el aire aire pasa pasa desd desdee la atmósfera, dónde hay mayor presión, a la cavidad torácica, donde la presión es menor. Las aves tienen pulmones con sacos aéreos que les   permi permiten ten aumentar aumentar el recamb recambio io de los gases gases y rellenar parte del cuerpo del ave disminuyendo su  peso corporal. Los Los pulm pulmon ones es de los los mamí mamífe fero ross son son los los más más desa desarr rrol olla lado dos, s, porq porque ue medi median ante te los los alvé alvéol olos os (ramificaciones del pulmón) han logrado obtener  una enorme superficie de intercambio de gases. Sistema Respiratorio de Mamíferos : Tien Tienen en un sistema de pulmones muy complejo, formado por  los finos conductos que desembocan en pequeños sacos sacos aéreo aéreos, s, los alvéol alvéolos, os, donde donde se reali realiza za el intercambio de gases. Este sistema permite que el  pulmón tenga una gran superficie de intercambio. El aire entra y sale mediante la contracción de músculos especiales, el diafragma, los intercostales y otros. La ballena es un mamífero que respira aire. Sus pulmones son capaces de mantener una gran cantidad de oxígeno lo que le permite sumergirse  por media hora o más sin salir a respirar. La ballena muere si queda varada en la playa porque no puede realiz realizar ar los movim movimien ientos tos respir respirato atorio rioss por su enorme peso que la aplasta.

Noviembre 2009 Preguntas diversas de Biología, Bioquímica y Fisiología Francisco Noé Hernández Jaime/ Biología Experimental. En su opini opinión ón,, ¿Son verdader verdaderos os los siguientes principios biológicos? ¿Tod ¿T odos os

los lo s

animales realizan todas

las

funciones vitales? 

¿Como es posib sible que todos los animales realicen todas la funciones vitales si ni siquiera tienen las mismas estructuras? si bien los mecanismos que siguen los animales son dife iferen rentes tes las las funciones funciones vitales son son en esen esenci cia a las las mism mismas as el

problema se ha resuelto creando ndo una rela relac ción ión casi asi proporcional a medida que aumenta la comple complejida jidad d del animal se hacen presentes estructuras especializadas diversas y capaces de realizar  funciones vitales con mayor   eficien eficiencia cia por lo meno menos s para para los los fines que el animal animal persigue persigue podemos anali analiza zarr el caso caso de la respiración que que retom retoman ando do el inciso anterior  se llev lleva a acab acabo o en orga organi nism smos os como como la célu célula la hasta los mamífe mífero ros s así así mismo puede ejempli ejemplifica ficarse rse el caso de la reprod reproducc ucción ión la nutrición y la irritabilidad,