jueves, 21 de enero de 2010
LA RESPIRACION EN EL HOMBRE
LA RESPIRACIÓN EN EL HOMBRE
EN EL CASO DEL SER HUMANO, LA RESPIRACIÓN ES de tipo pulmonar y se realiza a través del sistema respira¬torio. El sistema respiratorio humano está formado por las vías respiratorias y los pulmones.
• EL SISTEMA RESPIRATORIO
LAS VÍAS RESPIRATORIAS
Son los conductos por donde pasa el aire. Comprenden las fosas nasa¬les, la faringe, la laringe, la tráquea y los bronquios.
• Las fosas nasales son dos cavidades que se encuentran en la nariz. Están tapizadas internamente por una membrana mucosa llama¬da pituitaria. La pituitaria se distribuye en dos regiones: la pitui¬taria roja y la pituitaria amarilla (fig. 2).
• La faringe o garganta es una estructura en forma de tubo que comunica las fosas nasales con la boca y la laringe.
• La laringe o caja vocal es una cavidad formada por cartílagos en cuyo espacio interno o glotis, se forman unos pliegues. Estos plie¬gues reciben el nombre de cuerdas vocales y al vibrar con el paso del aire producen la voz. Encima de la glotis está la epiglotis, una especie de tapa móvil que cierra la vía de la laringe hacia la tráquea en el momento de la deglución.
• La tráquea es un conducto formado por anillos cartilaginosos en forma de "c", los cuales le dan rigidez. Está recubierta internamente por una mucosa que retiene y expulsa las sustancias extrañas.
• Los bronquios son dos conductos que resultan de la división de la tráquea, formando una "Y" invertida y que al llegar a los pul¬mones se ramifican en tubos más delgados llamados bronquiolos.
• Los pulmones son dos órganos esponjosos de color rosado en los que penetran los bronquios. En los extremos de los bronquios están los bronquiolos. Estos forman unas bolsas llamadas alvéolos pulmonares. El epitelio de los alvéolos, o membrana que los cubre, es muy delgado y se encuentra en contacto directo con los vasos capilares para permitir el intercambio gaseoso.
Los pulmones están recubiertos externamente por una membrana denominada pleura, que los protege del rozamiento con la caja toráci¬ca. El pulmón derecho está dividido en tres lóbulos, mientras que el izquierdo posee dos lóbulos.
LOS MOVIMIENTOS RESPIRATORIOS
Para que el aire ingrese al interior de los pulmones y para que sea expulsado luego, se realizan dos movimientos: la inspiración o entra¬da de aire a los pulmones y la espiración o salida del aire (fig. 3).
Estos movimientos se producen debido a la acción del diafragma, un músculo situado en la base del tórax, cuyo movimiento, en conjunto con el de los músculos intercostales, varía el volumen y la presión del aire dentro de la caja torácica.
• La inspiración o inhalación se produce cuando se contraen los músculos intercostales y el diafragma se contrae y desciende. Así, el volumen de la cavidad torácica aumenta, permitiendo que los pulmones se expandan y se llenen de aire.
• La espiración o exhalación se produce cuando se relajan los músculos intercostales y el diafragma recupera su forma de cúpu¬la. Así, el volumen de la caja torácica disminuye, los pulmones se comprimen y el aire es expulsado.
Los movimientos respiratorios son actos involuntarios, aunque su ritmo se puede modificar voluntariamente. En una inspiración normal los pulmones toman medio litro de aire, mientras que durante una ins¬piración forzada pueden tomar hasta tres litros de aire. La cantidad de aire que pueden contener los pulmones, después de una inspiración for¬zada, se denomina capacidad pulmonar.
Una persona adulta, en reposo, realiza de 15 a 18 inspiraciones por minuto. Esta frecuencia respiratoria varía según la edad, el sexo y el ejer¬cicio.
El RECORRIDO DEL AIRE EN EL CUERPO HUMANO
El aire recorre el cuerpo humano en tres fases: la pulmonar, la san— guinea y la celular (fig. 4).
• La fase pulmonar comprende la difusión de los gases que com¬ponen el aire a través de los alvéolos pulmonares. En la inspira¬ción, el oxígeno del aire inhalado pasa a la sangre y en la espiración el dióxido de carbono de la sangre pasa a los pulmones, donde es expulsado hacia el exterior.
- La fase sanguínea comprende el transporte de los gases respira¬torios por el torrente sanguíneo. El oxígeno combinado con la "hemoglobina de los glóbulos rojos (oxihemoglobina) es transpor-tado desde los pulmones hasta todas las células del cuerpo, mien¬tras que el dióxido de carbono viaja de las células del cuerpo a los pulmones, la mayor parte disuelto en la sangre, pero también combinado con la hemoglobina.
« La fase celular comprende el intercambio de gases en el ámbito celular. El oxígeno pasa por difusión de la sangre al citoplasma celular, mientras que el dióxido de carbono pasa, también por difusión, de las células a la sangre.
El centro de control de la respiración se encuentra en el bulbo raquídeo, en la base del cerebro. Cuando la concentración de dióxido de car¬bono en la sangre aumenta, el cerebro hace que se acelere la velocidad de la respiración.
LAS ENFERMEDADES DEL SISTEMA
RESPIRATORIO
Cada vez que inhalamos, en el sistema respiratorio entran una serie de partículas: granos de polen, esporas de hongos, polvo de materiales tóxicos, bacterias y virus, etc. La mayoría de estas partículas se filtran a través de las cavidades nasales, la tráquea y los bronquios, pero en ocasiones algunas de ellas escapan y llegan hasta los pulmones. En los alvéolos pulmonares existe una pequeña cantidad de glóbulos blancos, llamados macrófagos, que destruyen la mayoría de microbios que entran con el aire. Sin embargo, en ocasiones su acción no es suficien¬te y se producen enfermedades en el sistema respiratorio. , Las enfermedades respiratorias más comunes son:
• La neumonía es una inflamación de los alvéolos pulmonares, pro¬ducida por infección con ciertas bacterias llamadas neumococos (Streptococcus pneumoniae). Como respuesta a la infección, los alvéolos producen secreciones con pus que los llenan de líquido e impiden la difusión de los gases.
• La tuberculosis es una enfermedad contagiosa causada por una bacteria comúnmente llamada el bacilo de Koch (Mycobacteríum tuberculosis). Este microorganismo destruye el tejido pulmonar, el cual es reemplazado con uno más grueso y fibroso que no permite el intercambio de gases. La tuberculosis se previene con la vacuna
: llamada BCG.
• La difteria se origina por una infección bacteriana aguda (causada por Corynebacteríum difteríae) que endurece la mucosa de las vías respiratorias altas y las obstruye, produciendo la muerte por asfixia. Se previene con la vacuna triple o DPT, que a la vez actúa contra la tos ferina y el tétano.
«Las infecciones respiratorias agudas (I.R.A.) comprenden un grupo de enfermedades que, dependiendo del órgano afectado, se conocen como faringitis, laringitis, bronquitis, etc. Son enfermedades muy comunes, producidas por virus o bacterias, que no duran más de 15 días, pero que en los niños pequeños pueden causar la muerte. Se transmiten por medio de aire o saliva contaminados con microorganismos, y se manifiestan con tos, secreción nasal, dolor de garganta o fiebre (fig. 5).
• El asma es un desorden caracterizado por una respiración dificultosa y con resuellos (ruido al respirar). Sus causas son diversas pero generalmente son de tipo alérgico. La asfixia se debe a espasmos musculares de las paredes de los bronquios, que producen el cierre parcial de las vías aéreas.
• El enfisema pulmonar ocurre cuando se deterioran los alvéolos pulmonares. Este deterioro es ocasionado por irritaciones de larga duración, debidas a la contaminación del aire y a ciertas enfermedades como el asma.
• La pleuresía o pleuritis consiste en la inflamación de la membrana que recubre los pulmones, disminuyendo la capacidad pulmonar y dificultando la respiración.
• El cáncer de pulmón consiste en la proliferación de células malignas que invaden el pulmón y las vías respiratorias e interfieren con su función. El cáncer de pulmón es más frecuente entre los fuma¬dores, los mineros y las personas expuestas a polvo de origen indus¬trial, como el asbesto y alquitrán
EN EL CASO DEL SER HUMANO, LA RESPIRACIÓN ES de tipo pulmonar y se realiza a través del sistema respira¬torio. El sistema respiratorio humano está formado por las vías respiratorias y los pulmones.
• EL SISTEMA RESPIRATORIO
LAS VÍAS RESPIRATORIAS
Son los conductos por donde pasa el aire. Comprenden las fosas nasa¬les, la faringe, la laringe, la tráquea y los bronquios.
• Las fosas nasales son dos cavidades que se encuentran en la nariz. Están tapizadas internamente por una membrana mucosa llama¬da pituitaria. La pituitaria se distribuye en dos regiones: la pitui¬taria roja y la pituitaria amarilla (fig. 2).
• La faringe o garganta es una estructura en forma de tubo que comunica las fosas nasales con la boca y la laringe.
• La laringe o caja vocal es una cavidad formada por cartílagos en cuyo espacio interno o glotis, se forman unos pliegues. Estos plie¬gues reciben el nombre de cuerdas vocales y al vibrar con el paso del aire producen la voz. Encima de la glotis está la epiglotis, una especie de tapa móvil que cierra la vía de la laringe hacia la tráquea en el momento de la deglución.
• La tráquea es un conducto formado por anillos cartilaginosos en forma de "c", los cuales le dan rigidez. Está recubierta internamente por una mucosa que retiene y expulsa las sustancias extrañas.
• Los bronquios son dos conductos que resultan de la división de la tráquea, formando una "Y" invertida y que al llegar a los pul¬mones se ramifican en tubos más delgados llamados bronquiolos.
• Los pulmones son dos órganos esponjosos de color rosado en los que penetran los bronquios. En los extremos de los bronquios están los bronquiolos. Estos forman unas bolsas llamadas alvéolos pulmonares. El epitelio de los alvéolos, o membrana que los cubre, es muy delgado y se encuentra en contacto directo con los vasos capilares para permitir el intercambio gaseoso.
Los pulmones están recubiertos externamente por una membrana denominada pleura, que los protege del rozamiento con la caja toráci¬ca. El pulmón derecho está dividido en tres lóbulos, mientras que el izquierdo posee dos lóbulos.
LOS MOVIMIENTOS RESPIRATORIOS
Para que el aire ingrese al interior de los pulmones y para que sea expulsado luego, se realizan dos movimientos: la inspiración o entra¬da de aire a los pulmones y la espiración o salida del aire (fig. 3).
Estos movimientos se producen debido a la acción del diafragma, un músculo situado en la base del tórax, cuyo movimiento, en conjunto con el de los músculos intercostales, varía el volumen y la presión del aire dentro de la caja torácica.
• La inspiración o inhalación se produce cuando se contraen los músculos intercostales y el diafragma se contrae y desciende. Así, el volumen de la cavidad torácica aumenta, permitiendo que los pulmones se expandan y se llenen de aire.
• La espiración o exhalación se produce cuando se relajan los músculos intercostales y el diafragma recupera su forma de cúpu¬la. Así, el volumen de la caja torácica disminuye, los pulmones se comprimen y el aire es expulsado.
Los movimientos respiratorios son actos involuntarios, aunque su ritmo se puede modificar voluntariamente. En una inspiración normal los pulmones toman medio litro de aire, mientras que durante una ins¬piración forzada pueden tomar hasta tres litros de aire. La cantidad de aire que pueden contener los pulmones, después de una inspiración for¬zada, se denomina capacidad pulmonar.
Una persona adulta, en reposo, realiza de 15 a 18 inspiraciones por minuto. Esta frecuencia respiratoria varía según la edad, el sexo y el ejer¬cicio.
El RECORRIDO DEL AIRE EN EL CUERPO HUMANO
El aire recorre el cuerpo humano en tres fases: la pulmonar, la san— guinea y la celular (fig. 4).
• La fase pulmonar comprende la difusión de los gases que com¬ponen el aire a través de los alvéolos pulmonares. En la inspira¬ción, el oxígeno del aire inhalado pasa a la sangre y en la espiración el dióxido de carbono de la sangre pasa a los pulmones, donde es expulsado hacia el exterior.
- La fase sanguínea comprende el transporte de los gases respira¬torios por el torrente sanguíneo. El oxígeno combinado con la "hemoglobina de los glóbulos rojos (oxihemoglobina) es transpor-tado desde los pulmones hasta todas las células del cuerpo, mien¬tras que el dióxido de carbono viaja de las células del cuerpo a los pulmones, la mayor parte disuelto en la sangre, pero también combinado con la hemoglobina.
« La fase celular comprende el intercambio de gases en el ámbito celular. El oxígeno pasa por difusión de la sangre al citoplasma celular, mientras que el dióxido de carbono pasa, también por difusión, de las células a la sangre.
El centro de control de la respiración se encuentra en el bulbo raquídeo, en la base del cerebro. Cuando la concentración de dióxido de car¬bono en la sangre aumenta, el cerebro hace que se acelere la velocidad de la respiración.
LAS ENFERMEDADES DEL SISTEMA
RESPIRATORIO
Cada vez que inhalamos, en el sistema respiratorio entran una serie de partículas: granos de polen, esporas de hongos, polvo de materiales tóxicos, bacterias y virus, etc. La mayoría de estas partículas se filtran a través de las cavidades nasales, la tráquea y los bronquios, pero en ocasiones algunas de ellas escapan y llegan hasta los pulmones. En los alvéolos pulmonares existe una pequeña cantidad de glóbulos blancos, llamados macrófagos, que destruyen la mayoría de microbios que entran con el aire. Sin embargo, en ocasiones su acción no es suficien¬te y se producen enfermedades en el sistema respiratorio. , Las enfermedades respiratorias más comunes son:
• La neumonía es una inflamación de los alvéolos pulmonares, pro¬ducida por infección con ciertas bacterias llamadas neumococos (Streptococcus pneumoniae). Como respuesta a la infección, los alvéolos producen secreciones con pus que los llenan de líquido e impiden la difusión de los gases.
• La tuberculosis es una enfermedad contagiosa causada por una bacteria comúnmente llamada el bacilo de Koch (Mycobacteríum tuberculosis). Este microorganismo destruye el tejido pulmonar, el cual es reemplazado con uno más grueso y fibroso que no permite el intercambio de gases. La tuberculosis se previene con la vacuna
: llamada BCG.
• La difteria se origina por una infección bacteriana aguda (causada por Corynebacteríum difteríae) que endurece la mucosa de las vías respiratorias altas y las obstruye, produciendo la muerte por asfixia. Se previene con la vacuna triple o DPT, que a la vez actúa contra la tos ferina y el tétano.
«Las infecciones respiratorias agudas (I.R.A.) comprenden un grupo de enfermedades que, dependiendo del órgano afectado, se conocen como faringitis, laringitis, bronquitis, etc. Son enfermedades muy comunes, producidas por virus o bacterias, que no duran más de 15 días, pero que en los niños pequeños pueden causar la muerte. Se transmiten por medio de aire o saliva contaminados con microorganismos, y se manifiestan con tos, secreción nasal, dolor de garganta o fiebre (fig. 5).
• El asma es un desorden caracterizado por una respiración dificultosa y con resuellos (ruido al respirar). Sus causas son diversas pero generalmente son de tipo alérgico. La asfixia se debe a espasmos musculares de las paredes de los bronquios, que producen el cierre parcial de las vías aéreas.
• El enfisema pulmonar ocurre cuando se deterioran los alvéolos pulmonares. Este deterioro es ocasionado por irritaciones de larga duración, debidas a la contaminación del aire y a ciertas enfermedades como el asma.
• La pleuresía o pleuritis consiste en la inflamación de la membrana que recubre los pulmones, disminuyendo la capacidad pulmonar y dificultando la respiración.
• El cáncer de pulmón consiste en la proliferación de células malignas que invaden el pulmón y las vías respiratorias e interfieren con su función. El cáncer de pulmón es más frecuente entre los fuma¬dores, los mineros y las personas expuestas a polvo de origen indus¬trial, como el asbesto y alquitrán
LOS SISTEMAS RESPIRATORIOS
LOS SISTEMAS RESPIRATORIOS
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OMO YA SABES, EN LOS ORGANISMOS SENCILLOS no existen órganos especializados para realizar el intercambio gaseoso. En cambio, los organismos como las plantas y los animales necesitan mayor cantidad de oxígeno, debido a su tamaño y complejidad estructural; además necesitan sistemas respiratorios con estructuras especializadas, encargadas de realizar el intercambio gaseoso (entrada de oxígeno y salida de dióxido de carbono). Estas estructuras pueden variar si el organismo es terrestre o acuático.
• El SISTEMA RESPIRATORIO EN LAS PLANTAS
Las plantas, al igual que cualquier ser vivo, respiran para obtener la energía que necesitan para realizar sus múltiples funciones, como la elaboración de alimentos, el crecimiento y el transporte de sustancias.
Las plantas poseen respiración aerobia, lo que significa que utilizan oxígeno molecular. El intercambio de gases con el medio se realiza principalmente en las hojas, aunque, ocasionalmente, en algunas plantas (como el cactus) esta función se realiza en el tallo.
Las principales estructuras que intervienen en el intercambio gaseoso son los estomas, las lenticelas y los neumatóforos.
• Los estomas son pequeños poros, a través de los cuales se difunden —entre la atmósfera y la planta— los gases como el oxígeno, el dióxido de carbono y el vapor de agua (fig. 1). Los estomas se encuentran dispersos en el envés de las hojas (por debajo) y en la epidermis de los tallos jóvenes y se comunican con unas cavidades situadas, debajo de ellos, en los tejidos más profundos de la hoja, llamadas espacios subestomáticos.
La abertura o estoma está compuesta por un par de células en forma de media luna, llamadas células oclusivas o estomáticas. Estas controlan la apertura y el cierre de los estomas, cambiando su forma, según la humedad y la temperatura del lugar donde se encuentre la planta.
Bajo condiciones normales, los estomas de la mayoría de las plantas están abiertos durante el día y cerrados durante la noche. Al abrirse los estomas por la mañana, se produce una entrada de dióxido de carbono que se acelera a medida que se consume el producido en el interior de la hoja en la respiración nocturna. A la vez tiene lugar una salida de vapor de agua (transpiración) que se hace más rápida al aumentar la insolación.
• Las lenticelas son aberturas de forma ovalada, localizadas en la superficie del tallo o en algunos frutos, como la manzana. Las lenticelas están en comunicación con las capas internas del tallo y de los frutos.
• Los neumatóforos son aberturas ubicadas en las raíces de las plantas acuáticas, adaptadas para llevar a cabo la función respiratoria; estas raíces se elevan para permitir el intercambio gaseoso. Los neumatóforos son propios de las plantas de terrenos inundados o pobres en aireación. El mangle es un ejemplo de este tipo de plantas.
• LOS SISTEMAS RESPIRATORIOS EN LOS ANIMALES
Los animales poseen respiración aerobia, para la cual necesitan oxígeno molecular. El intercambio de gases con el medio, en organismos . de mayor tamaño, se realiza principalmente por medio de órganos especializados, aunque, en algunos casos, este intercambio se lleva a cabo a través de la superficie corporal del organismo.
Los órganos respiratorios especializados que requieren los animales de mayor tamaño deben permitir:
• Tomar el oxígeno del medio y expulsar el dióxido de carbono. Este proceso se denomina respiración externa
» Distribuir el oxígeno adquirido a todas las células del cuerpo y recoger de ellas el dióxido de carbono. Este proceso se denomina respiración interna.
Una vez que el organismo ha captado el oxígeno del medio, ocurre el transporte de oxígeno en la sangre. Este mecanismo de transporte se hace por medio de unas sustancias químicas llamadas pigmentos. Muchos invertebrados presentan pigmentos en sus líquidos circulatorios: por ejemplo, los gusanos marinos poseen pigmentos de hierro (clorocruorina); los moluscos y los artrópodos presentan pigmentos de cobre (hemocianina). Estos pigmentos ayudan a transportar el oxígeno a las células.
En vertebrados, como el hombre, el oxígeno es transportado por una sustancia que contiene hierro, llamada hemoglobina. La hemoglobina no se encuentra libre en la sangre, sino encerrada en los glóbulos rojos. Cuando la hemoglobina se asocia con el oxígeno, forma un complejo denominado oxihemoglobina. La oxihemoglobina lleva el oxígeno hasta las células; al "descargarlo" se convierte de nuevo en hemoglobina, la cual puede volver a captar oxígeno en los pulmones. Cada molécula de hemoglobina puede captar cuatro moléculas de oxígeno. El dióxido de carbono, que es expulsado por las células, es captado por la hemoglobina en el momento que "descarga" el oxígeno en la célula. Al captar el dióxido de carbono, la hemoglobina forma un complejo llamado carboxihemoglobina (fig. 4). La mayor parte del dióxido de carbono es transportado por el plasma sanguíneo.
respiración directa
En este sistema respiratorio, el intercambio gaseoso se realiza a través de las membranas de las células, que componen la superficie del cuerpo del organismo. Los gases como el oxígeno y el dióxido de carbono se transportan por difusión. Este tipo de respiración se presenta en los poríferos (esponjas) y en los celenterados (medusas
respiración cutánea
En esta forma de respiración, el intercambio gaseoso se hace a través de la piel hasta alcanzar los vasos sanguíneos. Debajo de la superficie del organismo, existe una fina capa de capilares, de modo que el oxígeno y el dióxido de carbono se transportan por difusión hasta su interior. Una vez adentro, el oxígeno o el dióxido de carbono se transportan por la sangre del animal hasta el resto de las células. Este tipo de respiración lo poseen animales invertebrados como la tenia y el caracol (flg. 5a) y vertebrados como los anfibios.
respiración traqueal
En esta forma de respiración, el intercambio gaseoso se realiza por medio de tráqueas (flg. 5b). Las tráqueas son sistemas de tubos rígidos que llevan el aire directamente a las células y se comunican con el exterior del organismo por medio de dos pequeños poros llamados espiráculos, localizados a cada lado del abdomen del organismo. El aire penetra por los espiráculos, pasando a través de sacos o cavidades. Para que los gases entren y salgan del cuerpo, el organismo contrae las paredes abdominales, de tal forma que, mientras unos espiráculos se cierran, otros se abren, impulsando así el aire hacia las células. Este tipo de respiración lo poseen los artrópodos de vida terrestre como las arañas, los ciempiés y los insectos.
respiración branquial
En esta forma de respiración, propio de los animales acuáticos, el intercambio gaseoso se realiza en las branquias o agallas. Las branquias son sistemas de repliegues delgados de la piel, atravesados por una gran cantidad de vasos sanguíneos; están protegidas por una cubierta llamada opérculo Ifig. 6). El intercambio gaseoso se realiza por difusión, cuando el agua entra en contacto con las branquias; las branquias extraen el oxígeno disuelto en el agua y expulsan el dióxido de carbono, cada vez que el organismo toma agua por la boca y la impulsa a través de ellas. Dependiendo de su localización, las branquias pueden ser externas o internas. Este tipo de respiración lo poseen animales como la estrella de mar, la langosta, las ostras y algunos peces y larvas de anfibios.
respiración pulmonar
En esta forma de respiración, el intercambio gaseoso se realiza en los pulmones. La estructura de los pulmones es variable en los animales vertebrados terrestres.
• En los anfibios y los reptiles, los pulmones están constituidos por sacos huecos. En el caso de los anfibios, estos sacos se llenan cuando el animal "traga" aire. En el caso de los reptiles, los sacos se llenan y vacían por cambios de volumen en la cavidad del cuerpo; estos cambios se deben a ciertos desplazamientos de las costillas, provocados por movimientos musculares. ?
• En las aves, los pulmones son pequeños y compactos, pero con una estructura muy compleja, pues se comunican con sacos aéreos que ocupan grandes regiones del cuerpo, e incluso pueden penetrar hasta los huesos.
• En los mamíferos, los pulmones consisten en un árbol respiratorio ramificado; cada rama del árbol termina en un racimo de pequeños sacos llamados alvéolos pulmonares. En los alvéolos se lleva a cabo el intercambio gaseoso.
REPIRACION DE LOS SERES VIVOS
LA RESPIRACIÓN EN LOS SERES VIVOS
Cada organismo que existe en el planeta posee células parecidas a pequeñas fábricas que necesitan
continuamente energía. Imagina que estás en el interior de los pulmones de una persona y llegas hasta unas estructuras llamadas alvéolos. Allí eres transportado por los glóbulos rojos hasta una célula particular, donde podrás observar el mecanismo mediante el cual ella realiza la producción de energía. Atraviesas su membrana celular, llevando desde el exterior una molécula de glucosa
hacia el citoplasma. Repentinamente una sustancia te arrebata la glucosa, partiéndola en dos moléculas. De allí se desprende un poco de energía que incrementa tu velocidad de movimiento. Decides seguir la trayectoria de estas moléculas y vas a parar a un organelo. Este organelo, llamado mitocondria, te absorbe con las moléculas resultantes y las transforma rápidamente en energía, con ayuda del oxígeno. Es tanta la energía que se produce, que sales despedido inmediatamente fuera de la mitocondria, acompañado de una sustancia llamada (ATP adenosín trifosfato). En esta sustancia se almacena toda la energía que hace posible que un organismo pueda realizar sus funciones vitales
• ¿Sabes cómo respiran los organismos? ¿Todos los procesos de respiración son iguales?
• ¿Existen diferencias entre los sistemas respiratorios de organismos como bacterias, levaduras, hongos, vegetales o animales?
- ¿Para qué necesitan energía los organismos y de dónde la obtienen?
LA RESPIRACIÓN
TODOS LOS ORGANISMOS RESPIRAN; ALGUNOS LO hacen a través de estructuras simples, otros por medio de órganos especializados. Parece increíble que, a pesar de las diferencias que existen entre los distintos seres vivos, todos tengamos muchas cosas en común en lo concerniente a la respiración.
• El PROCESO DE LA RESPIRACIÓN
La respiración es el proceso por el cual las células liberan la energía almacenada en los alimentos. Básicamente, este proceso es comparable con una combustión, en la que los nutrientes se combinan con el oxígeno del aire, liberando energía y produciendo dióxido de carbono y agua.
LA RESPIRACIÓN CELULAR
A diferencia de lo que ocurre en la combustión de la madera o de otros materiales, en la respiración celular no se libera la energía de una sola vez, sino gradualmente, para que dicha energía pueda ser aprovechada por la célula
El combustible que más utilizan las células durante la respiración es un tipo de azúcar denominado glucosa. La combustión de una molécula de glucosa comprende un gran número de reacciones químicas; cada una de ellas controlada por una sustancia especial llamada enzima. Estas reacciones se pueden explicar por medio de una ecuación química, en donde las sustancias de la izquierda son los reactivos (compuestos que van a reaccionar) y los de la derecha los productos (compuestos o sustancias resultantes).
C6H12O6 + 6O2 —— 6CO2 + 6H2O + Energía
Glucosa Oxígeno Dióxido Agua
de carbono
Como se aprecia en la ecuación, los reactivos, o materia prima, son la glucosa y el oxígeno, y los productos son, además de la energía, que es el producto útil, el dióxido de carbono y el agua, que son productos de desecho.
Esta reacción se lleva a cabo en el citoplasma en los organelos denominados mitocondrias; por eso este proceso se conoce como respiración celular.
aspectos básicos de la respiración celular
Las células utilizan además de los azúcares (glucosa), las grasas y las proteínas como fuente de energía. Las reacciones químicas, necesarias para la transformación de estos compuestos, son activadas y controladas por ciertos catalizadores conocidos como enzimas (fig. 2).
Las enzimas son moléculas que, al estar presentes en el sitio de la reacción, la activan sin verse afectadas, de tal manera que pueden ser reutilizadas. Las enzimas que intervienen en la respiración se localizan en el citoplasma de la célula y dentro de las mitocondrias. Por esta razón, a las mitocondrias se les considera las centrales energéticas de la célula.
Inicialmente, la glucosa es degradada en el citoplasma y luego ingresa a la mitocondria. La mitocondria posee unos pliegues llamados crestas mitocondriales y un espacio interior conocido como matriz mitocondrial; en estos sitios se realizan las reacciones químicas que terminan de transformar la glucosa en dióxido de carbono, agua y energía.
Parte de la energía liberada durante la respiración es almacenada en forma de energía química en una molécula llamada adenosín trifosfato o ATP, la cual es liberada en el sitio en donde la célula requiere energía. El ATP es gastado y recuperado continuamente por la célula; por su parte, el dióxido de carbono y el agua son eliminados.
La energía química almacenada en el ATP es obtenida a través de la respiración aerobia y la respiración anaerobia.
• La respiración anaerobia. Este proceso respiratorio consiste en la obtención de energía a partir de moléculas orgánicas sin utilizar oxígeno. Para esto, las enzimas permiten que las moléculas de glucosa se dividan en dos partes, produciendo en unos casos alcoholes y en otros casos ácidos orgánicos, liberando una pequeña cantidad de energía que es almacenada en dos moléculas de ATP (fig. 3). En los animales la respiración anaerobia ocurre en las células de los músculos durante el ejercicio intenso; al agotarse el oxígeno de las células, éstas "recurren" a la respiración anaerobia para sobrevivir, produciendo grandes cantidades de ácido láctico, que causa calambres musculares.
Organismos como las levaduras o ciertas bacterias utilizan la respiración anaerobia; por esto se les llama organismos anaerobios.
• La respiración aerobia. Este proceso respiratorio consiste en la obtención de energía a partir de moléculas orgánicas con ayuda del oxígeno molecular (02). Como consecuencia, se libera toda la energía almacenada en la glucosa, la cual es reducida a dióxido de carbono (C02) y agua (H20); la energía es almacenada en 36 moléculas de ATP
Al comparar esta producción energética (36 ATP) con la del proceso anaerobio (2 ATP), se puede ver claramente que la respiración aerobia es más eficiente para obtener energía. Desde el punto de vista evolutivo, se considera que la respiración aerobia se desarrolló después de la respiración anaerobia, en el momento en que la atmósfera tuvo suficiente oxígeno molecular. La gran mayoría de bacterias, protozoos, hongos, plantas y anímales llevan a cabo este proceso respiratorio; por esta razón se les denomina organismos aerobios.
LA RESPIRACIÓN EN LOS ORGANISMOS SENCILLOS
Los organismos sencillos como las bacterias, las algas, los protozoos y los hongos no tienen órganos especializados para el intercambio de gases. Por tanto, la respiración se hace, en el caso de los organismos procariotas, por difusión a través de la membrana celular y, en el caso de los organismos eucariotas, por medio de las mitocondrias.
• La respiración en bacterias
Las bacterias poseen respiración aerobia y respiración anaerobia. En ciertas bacterias la respiración anaerobia no produce alcohol sino ácido acético o ácido láctico; estos dos procesos se conocen respectivamente, como fermentación acética y fermentación láctica.
• La respiración en algas
Las algas poseen respiración aerobia, toman el oxígeno molecular del medio y realizan el intercambio de gases principalmente en las membranas celulares. Por otra parte, las algas son organismos fotoautótrofos, lo que significa que utilizan la luz como fuente de energía y la materia inorgánica, como el CO2 y las sales minerales, como fuente de alimento.
• La respiración en protozoos
Los organismos unicelulares llamados protozoos realizan la degradación de la glucosa en forma aerobia, produciendo dióxido de carbono y agua. Son protozoos las amebas y el parásito que causa la malaria
· La respiración en levaduras
En las levaduras, que son hongos unicelulares, la respiración anaerobia termina con la formación de alcohol etílico (etanol) y de dióxido de carbono (C02). Este proceso se conoce como fermentación alcohólica y es la base para la elaboración de las bebidas alcohólicas.
• La respiración en hongos multicelulares
Como pudimos ver, la respiración en ciertos hongos, como las levaduras, es anaerobia. Sin embargo, existen hongos pluricelulares que realizan la degradación de la glucosa por la vía aerobia, produciendo energía en forma de ATP, dióxido de carbono y agua. Son ejemplo de este tipo de organismos los hongos filamentosos (moho del pan y de las
frutas) y las setas.
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