APARATO RESPIRATORIO

APARATO RESPIRATORIO

Como sabemos, todas las células obtienen energía mediante la respiración celular.

MONOMEROS + O2 à CO2 + H2O + ENERGIA

Todos los organismos necesitan oxigeno para la respiración celular y librarse del dióxido de carbono; necesitan un intercambio de gases a través de su aparato respiratorio. El intercambio de gases siempre se realiza por difusión, el oxigeno que esta en el aire entra a la sangre donde hay menor concentración. La difusión solo es posible cuando los gases están disueltos en agua.

Los organismos más primitivos; esponjas y medusas (diblásticos, dos capas de células), intercambian directamente el dióxido de carbono. No necesitan un aparato  respiratorio.

Otros animales mas evolucionados son triblásticos (tres capas de células). No pueden intercambiar directamente con el medio, por lo que necesitan aparato respiratorio. Estos viven en medios muy húmedos o acuáticos y presentan respiración cutánea (anfibios), lo que es intercambio de gases a través de la piel. Para esto necesita que la piel sea muy delgada, tener mucha superficie, debe ser permeable a los gases, delicada y permanentemente húmeda (disolución). Estos animales son muy vulnerables.

Los animales que tienen alta necesidad de oxigeno, necesitan aparato respiratorio, lo que les sirve para mejorar la difusión de gases. Esto se consigue aumentando la superficie respiratoria (mucosa húmeda, delicada, permeable…). También tiene el proceso de ventilación provocados por los movimientos respiratorios. Esto permite que haiga máximo de concentración para que haya difusión.

DISTINTOS APARATOS RESPIRATORIOS SEGÚN EL MEDIO

1.         MEDIO ACUATICO

En el medio acuático hay 20 veces menos oxigeno que en el aire, lo que hace muy difícil  la respiración.

El oxigeno es poco soluble en agua (mucho peo en agua salada o fría), por lo que su difusión es mas lenta y dificulta el intercambio de gases. Al contrario que el dióxido de carbono, que se disuelve muy bien, lo que también dificulta el intercambio de gases.

·         Respiración braqueal

Se realizan con branquias (evaginaciones de la superficie corporal) para aumentar  la superficie y que este mas vascularizada.

Los animales mas primitivos tienen branquias externas;  esto dificulta la movilidad y son muy visibles. Estos animales son muy vulnerables y se han extinguido prácticamente todos. Se tienen que mover para tener ventilación.

El resto de animales acuáticos presentan branquias internas; que están protegidas en una cavidad y están más vascularizadas (pescado fresco). La superficie esta plegada y replegada y provoca ventilación  con el movimiento de las agallas (peces óseos), otros con su propio movimiento, como los tiburones (no tienen agallas).

2.      MEDIO AEREO

En este medio es más sencillo el intercambio gaseoso porque hay mas oxigeno. Hay dos tipos de aparato respiratorio:

·         Respiración traqueal

Es el tipo de respiración de los insectos. Las tráqueas son invaginaciones de la superficie corporal formando tubos. Estas están cerradas por espiráculos. Las tráqueas se ramifican cada vez a mas finas, llevando el aire directamente a las células. Intercambian directamente del aire que les llega (no necesita aparato circulatorio para el intercambio). La ventilación la hacen mediante cierre y apertura de los espiráculos, coordinados con los movimientos corporales.

Este aparato respiratorio junto al exoesqueleto tiene origen del éxito biológico de los insectos. Este también tiene limitaciones, ya que no permite que tengan un gran tamaño (insectos), ya que la difusión seria insuficiente y no se podría asegurar el intercambio. Las tráqueas ocupan mucho volumen corporal del insecto, dificultando el desarrollo de los órganos internos.

·         Respiración pulmonar

Los pulmones son una invaginación de la superficie corporal, plegada y replegada; para aumentar la superficie del intercambio gaseoso. Esta muy vascularizado (forrado de capilares sanguíneos). Presenta movimientos respiratorios (renovar el aire). Evolutivamente aparece la tráquea, luego los bronquios; lo que aumenta la superficie respiratorio y comienzan a aparecer divisiones en cavidades. La ventilación son movimientos respiratorios (inspiración/ expiración).

En los anfibios; inspiran por deglución, en las aves por comprensión de los músculos de las alas y en los mamíferos por contracción y dilatación de los músculos pectorales, intercostales y diafragma.

EL INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES

Se realiza por difusión en los alveolos pulmonares, que son ensanchamiento de los bronquiolos más finos. Los alveolos están muy vascularizados. Lo que separa el aire de la sangre son dos microcapas de célula mucosa, alveolar y capilar. Separa el aire de la sangre y facilita el intercambio.

ENFERMEDADES DEL APARATO RESPIRATORIO

·         CANCER DE PULMON: principales causas de mortalidad en el mundo. El 90% esta relacionado con el tabaco. También afectan las infecciones de nariz, laringe y faringe.

·         VIRUS: que causan resfriados y gripe (elevada mortalidad en grupos de riesgos). La gripe ataca mucho al sistema inmunitario, por lo que es fácil coger una infección oportunista.

·         INFECCION BACTERIANA à Tuberculosis.

·         BRONQUITIS: inflamación de los bronquios. Se cura fácilmente con tratamiento. Es peor la bronquitis crónica (produce mucho moco, que se puede infectar). También es propio de los fumadores y puede estar producida por la alergia. Esto puede provocar un enfisema pulmonar, que consiste en la disminución de los alveolos por lo que disminuye el intercambio gaseoso. La bronquitis crónica puede  desembocar en asma, que consiste en el estrechamiento de los conductos respiratorios. Es producida por acumulación de mocos, alergia o inflamación de la mucosa.

·         NEUMONIA: es una infección vírica o bacteriana. Es causa de muerte en muchos ancianos (encharcamiento). Si la infección afecta a las pleuras, se produce la pleuresía, que produce dolor al respirar.

·         TUBERCULOSIS: infección producida por el bacilo de Koch. Esta destruye la mucosa e impide el intercambio gaseoso. En la actualidad son tuberculosis multirresistentes.

NUTRICION ANIMAL

FIBRA VEGETAL

Son celulósicas y son indigeribles (partes verdes) que forma la pared celular de las células vegetales.

Es muy saludable porque es como un “estropajo” que pasa por el tubo digestivo, favoreciendo el transito intestinal y previene el estreñimiento y el cáncer mas frecuente (colon).

GLANDULAS ANEJAS

Se sitúan fuera del tubo digestivo y son:

·         Glándulas salivales:   - parótidas.

                                      - submaxiliales.    

                                      - sublinguales.

·         

      Hígado: bilis digestiva. Esta realiza más funciones: tiene vitaminas, acumula grasa, sangre y detoxifica.

·         Páncreas: - Actúa como glándula exocrina, segregando jugo pancreático al exterior.

                   -  Actúa como glándula endocrina, vertiendo insulina a la sangre.

Los seres humanos tenemos muchos problemas digestivos:

·         Estreñimiento: (provoca almorranas) poca motilidad intestinal. Se quedan las heces mucho tiempo en el intestino grueso y le quitan todo el agua (se deshidratan), se endurecen y hacen difícil su expulsión. 

       Una dieta rica en fibra favorece el transito intestinal.

·         Diarreas: demasiada motilidad intestinal (retortijones). Se produce un transito mas rápido por el intestino grueso por lo que las heces no se deshidratan, lo que provoca la perdida de agua y sales. Se produce por infecciones, por medicamentos y estrés.

·         Cáncer: es la proliferación celular en el tubo digestivo  glándulas anejas. El mas frecuente es el cáncer de colon. Es muy importante la detección precoz. Un signo preocupante es sangre en las heces. Tiene que ver con la dieta y la apariencia de fibra junto con la exposición de sustancia cancerígena.

·         Ulcera: Afectación de la mucosa gástrica o intestinal. Se debe al descubierto del mucus afectado por acido clorhídrico y enzimas digestivas pueden llegar a perforarlo, lo que provoca hemorragia. Esto se debe a una predisposición genética por la infección del Helibacter Piroli.

·         Hernias: Son salientes de un órgano en otro. La mas frecuente es la hernia de hiato; que es una proyección del estomago en el esófago.

·         Hepatitis: es la inflamación del hígado producida por una infección alimenticia (Hepatitis A) o sanguínea (Hepatitis B) (E.T.S).

·        Cirrosis: Degeneración del hígado. Normalmente provocada por el alcoholismo.

·         Cálculos biliares: Son piedras en la vesícula biliar, que pueden ser de colesterol o pigmentos biliares.

·         Pancreatitis: Autodigestión del páncreas.

EVOLUCION DEL APARATO DIGESTIVO

1º. Tenían digestión intracelular por extracelular.

2º. Aparición del tubo digestivo con una apertura Boca/Ano hasta platelmintos.

3º. Desde nematodos, tienen boca y ano lo que permite la circulación en un sentido, lo que permite la especialización.

4º. Aumento del tamaño de los alimentos. Desarrollo de los dientes o mandíbulas para masticar la comida, lo que favorece la digestión.

5º. Aumento de la longitud del tubo digestivo, lo que hace precisar la musculatura para que prosiga el alimento. Provoca más especialización en distintas partes.

6º. Aparición de válvulas y esfínteres lo que permite la compartimentación.

Todo esto conduce a la mejora del proceso digestivo. Paralelamente, se produce un aumento de la superficie de absorción mediante pliegues, repliegues, microvellosidades de la mucosa…

NUTRICION ANIMAL

EL APARATO DIGESTIVO VERTEBRADO (humano)

Consta de un tubo digestivo con glándulas digestivas. Estas pueden estar dentro del tubo (mucosa gástrica) o fuera del tubo (glándulas anejas: glándulas salivales, páncreas, hígado…).

El tubo digestivo comienza con la boca, limitada por los labios. Esta tiene un órgano musculoso, la lengua, que mezcla los alimentos y en la que reside el sentido del gusto. También están los dientes que cortan, trituran y machacan los alimentos, insertos en los alveolos de la mandíbula.

En la boca se vierten las glándulas salivales para la insalivación de los alimentos. La saliva esta formada por del 98% de agua (disuelve alimentos para captar el sabor). “La boca se nos hace agua”. También contiene mucina, que es una proteína viscosa que favorece la deglución (tragar) y amilasa, enzima de la digestión del almidón. La cizosina es un enzima que rompe la pared celular bacteriana.

Finalizada la insalivación se forma el bolo alimenticio que, impulsado por la lengua pasa a la faringe; esto es la deglución. La deglución es un reflejo.

Entonces pasa el alimento a la faringe, que es un órgano musculoso que tiene parte digestiva, ya que comunica con el esófago y la boca; y parte respiratoria que comunica con nariz, ojos, oídos y laringe.

La comunicación de la faringe  y la laringe se cierra con la epiglotis, para evitar el paso de los alimentos al aparato respiratorio; o tragamos o respiramos. El reflejo de la tos se produce  cuando nos atragantamos. Aquí se encuentran también las amígdalas.

Tras la faringe, viene el esófago; que es un tubo musculoso (dos capas musculares, longitudinales y transversales) de 25 cm, cuyos movimientos peristálticos, impulsan el bolo y abren el cardias (válvula de entrada del estomago).

El estomago es un ensanchamiento del tubo digestivo. Tiene forma de J y una capacidad de 2L. Esta tapizado por una mucosa en la que se alternan células secretoras de mucus y glándulas pepsicas, que segregan el jugo gástrico.

Aquí se realiza la digestión gástrica mediante acciones mecánicas: movimientos peristálticos (por su musculatura), que producen un batido de los alimentos para formar una masa homogénea, que se mezcla con el jugo gástrico; formado por acido clorhídrico, que produce el PH acido que es el que necesita para el funcionamiento de las enzimas. La pepsina comienza la digestión de proteínas mientras que continúa en el estomago la digestión del almidón.

El mucus protege la delicada mucosa del jugo gástrico (lactantes tienen renina (proteína), que reduce la coagulación de la leche y facilita su digestión).

La acción del acido clorhídrico (acido muy fuerte), hace que los alimentos formen una papilla; el quimo, que va pasando a intervalos al intestino por la apertura del píloro.

El intestino delgado, que mide de 6 a 7 metros, siendo los primeros 25cm el duodeno, mientras que el resto es el yeyunoileon.

Este tiene muchas asas (curvas) que terminan en la válvula ileocecal, que comunica el intestino delgado con el intestino grueso. En el duodeno desembocan los conductos procedentes del hígado y del páncreas.

El intestino delgado se caracteriza porque tiene mucha superficie para favorecer la absorción de los nutrientes. Este presenta unas prolongaciones del tubo hacia la luz, válvulas conniventes, con repliegues que son vellosidades intestinales (por donde penetran vasos sanguíneos y linfáticos), tapizadadas de una mucosa donde se alternan células secretoras de mucus y del jugo intestinal con células absorbentes, que tienen una gran superficie con repliegues de su membrana hacia la luz del tubo que son, microvellosidades intestinales, a través de las cuales, la mayoría de los nutrientes llegan a la sangre.

En el intestino ocurre la mayor parte de la absorción, ya que al duodeno llega un conducto del páncreas (jugo pancreático), el jugo intestinal y otro conducto del hígado.

El jugo pancreático esta formado de carbonato sódico (NaCO3H + iones). Además hay una serie de enzimas digestivos que son, amilasa, peptidasa, cipasa y nucleasa.

El jugo intestinal esta formado por los mismos enzimas del jugo pancreático, excepto la amilasa, que es sustituida por disacaridasa.

Aquí es donde ocurre la conversión de polímero en monómeros; la digestión. Cuando el quimo (acido) entra en el duodeno se encuentra con el jugo pancreático (carbonato sódico), que neutraliza la acidez del quimo y lo hace básico, que es como lo necesitan las enzimas de los jugos digestivos.

El quimo también se encuentra con la bilis (secreción del hígado), que se acumula en la vesícula biliar y es vertida al duodeno.

La bilis esta formada por pigmentos (del metabolismo de la hemoglobina de los glóbulos rojos) y sales biliares que serán reabsorbidas. La bilis tiene la función de estabilizar la emulsión de los lípidos. Tras este proceso el quimo se convierte en quilo [H2O, monómeros (digestión), sales minerales y restos indigeribles).

De este quilo; el agua, los monómeros y las sales minerales serán reabsorbidas a través de las células con microvellosidades y de estas a la capa mucosa de vasos sanguíneos linfáticos que los separa de la sangre.

Los monómeros pasan por transporte activo (muchas mitocondrias) y el agua y las sales minerales pasan por difusión simple o facilitada.

La difusión simple ocurre a través de la membrana plasmática apolar: por difusión simple los lípidos pueden atravesar;  pero las sustancias polares no (H2O y sales), pero la membrana plasmática presenta unos canales iónicos/acuosos que pasan por difusión facilitada.

El intestino grueso es más grueso que el delgado y mucho mas corto. Solo mide 1,5m. Comienza en la válvula ileocecal, luego tiene un divertículo o ciego, seguido por el colon, el recto y el ano. Cuando el “quilo no absorbido” entra debido a los movimientos peristálticos, queda agua y restos indigeribles. Esta agua se deshidrata de los restos indigeribles, formándose heces fecales, que se van haciendo más densas. Aquí se encuentra la “flora” intestinal, que son bacterias asociadas en simbiosis (por restos indigeribles que fermentan) y fabrican vitaminas, antibióticos, nos defienden y producen gases y olores.

Las heces fecales se acumulan y salen periódicamente por el ano, llamado defecación o egestión. , gracias a los movimientos peristálticos (retortijones). Se produce por más compresión de la musculatura abdominal a través del esfínter anal.

NUTRICION ANIMAL

NUTRICION ANIMAL

Los animales tenemos una nutrición heterótrofa y necesitamos tomar nutrientes del exterior (H2O, sales minerales. O2…) que son necesarias para el metabolismo celular.

El metabolismo celular consiste en fabricar sus polímeros (anabolismo) y obtener energía (catabolismo) (respiración celular).

Estos nutrientes deben tener un tamaño adecuado para atravesar la membrana plasmática de la célula. Durante el catabolismo se producen unos desechos que deben ser eliminados al exterior.

NUTRICION

Son todos los procesos encaminados a asegurar el buen funcionamiento de la célula.               

La nutrición esta formada por varios procesos:

- Digestión de los alimentos: absorción de los nutrientes que ocurre en el aparato digestivo.

- Intercambio de gases: absorción de oxigeno y expulsión de dióxido de carbono de la respiración celular, que ocurre en el aparato respiratorio.

- Transporte de los nutrientes hasta todas las células y recoger de ellas los productos de desechos, y llevarlos hasta el aparato excretor; que es el encargad de su eliminación.

- Metabolismo celular: la célula usa los nutrientes para fabricar sus polímeros y obtener su energía para realizar sus funciones vitales.

EL APARATO DIGESTIVO

La digestión consta de cuatro procesos:

1º: Ingestión o captura del alimento.

2º Digestión (conversión de polímeros a monómeros) (los alimentos se convierten en un tamaño adecuado). La digestión la realizan los enzimas digestivos que según el grado evolutivo del animal, hay tres formas de hacer la digestión:

·         Digestión intracelular: Ocurre dentro de la célula, en los protozoos.

·         Digestión extracelular: Ocurre fuera de la célula, se vierten los enzimas digestivos al exterior (tubo digestivo)

·         Digestión mixta: combinación de las dos digestiones anteriores.

3º: Absorción de los nutrientes. Consiste en el paso de los nutrientes desde la luz del tubo digestivo hasta la sangre, para así alcanzar a todas las células.

4º: Defecación o egestión. Expulsión al exterior de los restos indigeribles de los alimentos.