Fisiología y Biología: Conceptos Clave de Nutrición, Respiración, Metabolismo y Ecología

Nutrición y el Sistema Digestivo

La Nutrición es el conjunto de procesos fisiológicos por los cuales el organismo transforma y aprovecha las sustancias químicas (nutrientes) contenidas en los alimentos que requiere. Este proceso fundamental comprende:

  • Digestión
  • Absorción
  • Circulación
  • Metabolismo
  • Excreción

Macronutrientes y Micronutrientes

Macronutrientes: Se requieren en mayor cantidad, aportan materia y energía, y permiten el crecimiento, funcionamiento y mantenimiento de la estructura del cuerpo. Incluyen:

  • Agua
  • Oxígeno
  • Hidratos de carbono (Carbohidratos)
  • Proteínas
  • Lípidos (Grasas)

Micronutrientes: Se requieren en pequeñas cantidades y son fundamentales para el organismo. Incluyen:

  • Minerales
  • Vitaminas

Estructura del Sistema Digestivo

El sistema digestivo está compuesto por los siguientes órganos:

  1. Boca
  2. Faringe
  3. Esófago
  4. Estómago
  5. Intestino delgado
  6. Intestino grueso (Corregido ‘Intestigo grueso’)

Tipos de Digestión

  • Digestión mecánica: Trituración realizada por los dientes y movimientos peristálticos.
  • Digestión química: Procesada por las enzimas.

Capas de la Pared del Tubo Digestivo

La pared del tubo digestivo consta de cuatro capas de tejidos:

  • Mucosa: Función de protección.
  • Submucosa: Contiene vasos sanguíneos. (Corregido ‘Sumucosa’)
  • Musculatura circular
  • Musculatura longitudinal

Procesos en la Boca

La boca realiza la transformación mecánica y química inicial de los alimentos.

  • La saliva es producida por tres glándulas salivales principales: Parótidas, Submaxilares y Sublinguales.
  • La lengua mezcla los alimentos, formando el bolo alimenticio. (Corregido ‘alimienticio’)
  • La deglución empuja el bolo a través de la faringe y el esófago. (Corregido ‘atraves’)

El Estómago y la Formación del Quimo

El estómago, situado debajo del diafragma, realiza acción mecánica y química mediante el jugo gástrico, el cual está formado por ácido clorhídrico, moco (mucus) y enzimas.

  • La Pepsina inicia la digestión de las proteínas.
  • Los alimentos parcialmente digeridos mezclados con el jugo gástrico constituyen el quimo.

Intestino Delgado y Órganos Anexos

El Intestino Delgado es donde ocurre la mayor parte de la digestión química. Se divide en:

  1. Duodeno
  2. Yeyuno
  3. Íleon (Corregido ‘ilión’)

El intestino delgado recibe secreciones importantes:

  • El Páncreas produce el jugo pancreático, que contiene enzimas como tripsina, quimiotripsina y amilasa pancreática.
  • El Hígado produce la bilis.

Absorción y Reabsorción

Absorción en el Intestino Delgado: En el yeyuno, los nutrientes resultantes de la digestión se incorporan al sistema circulatorio para ser distribuidos a todas las células del cuerpo. La pared intestinal está tapizada de vellosidades que maximizan la superficie de absorción.

Reabsorción en el Intestino Grueso: El resto del quilo (material no absorbido) comprende cuatro porciones:

  1. Ciego
  2. Colon
  3. Recto
  4. Ano

Respiración y el Intercambio Gaseoso

La Respiración permite la incorporación de oxígeno, indispensable para producir la oxidación de los nutrientes en las células y obtener energía.

Respiración Externa (Pulmonar)

La Respiración Externa o Pulmonar (también conocida como Hematosis) es el proceso de entrada de aire rico en oxígeno a la sangre y la salida de dióxido de carbono.

Implica el paso de oxígeno desde los alvéolos hacia los capilares sanguíneos, y el dióxido de carbono desde los capilares hacia los alvéolos. La oxidación de los nutrientes ocurre dentro de las células, originando la energía necesaria para el cumplimiento de las funciones vitales.

Respiración Interna (Celular)

En la Respiración Interna o Celular, el oxígeno es transportado por la sangre a los tejidos para la oxidación celular. El dióxido de carbono resultante se difunde en la sangre para su posterior eliminación en los pulmones y vías respiratorias.

Vías Respiratorias y Ventilación

Las vías respiratorias (fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios) llevan el aire a los pulmones.

La Ventilación Pulmonar es la renovación del aire dentro del organismo, que se logra mediante:

  • Inspiración
  • Espiración (Corregido ‘expiración’)

Componentes de las Vías Respiratorias

Vías Respiratorias Superiores
  • Fosas Nasales: Calientan y filtran el aire.
  • Faringe: Conduce el aire inspirado. (Corregido ‘frainge’)
Vías Respiratorias Inferiores
  • Laringe: Conduce el aire y es el órgano esencial de la fonación.
  • Tráquea y Bronquios: Poseen cartílagos que evitan su colapso. Los bronquios se dividen en dos conductos, ingresando uno en cada pulmón. Estos se subdividen en bronquiolos, que terminan en los alvéolos pulmonares. Por medio de la arteria pulmonar llega a los pulmones sangre del corazón con alto contenido de dióxido de carbono.

Regulación y Capacidad Respiratoria

La sangre con alto contenido de oxígeno vuelve al corazón a través de las venas pulmonares para ser distribuida al resto de los tejidos. El Bulbo Raquídeo regula los movimientos respiratorios.

  • Frecuencia Respiratoria: Es el número de movimientos de inspiraciones y espiraciones que ocurren en un determinado tiempo (generalmente 16 a 18 movimientos por minuto). La falta de oxígeno aumenta la ventilación pulmonar. (Corregido ‘nmovimientos’)
  • Capacidad Pulmonar (Volumen Tidal): Volumen de aire que entra y sale de los pulmones en cada inspiración y espiración (aproximadamente 500 ml).
  • Intercambio Gaseoso: Ocurre entre las células y la sangre, y entre la sangre y los alvéolos pulmonares. La Hemoglobina, presente en los glóbulos rojos, es la encargada de transportar los gases respiratorios.

Sistema Circulatorio

Dos sistemas transportan las sustancias en el cuerpo: el circulatorio y el linfático. El Sistema Circulatorio está compuesto por vasos sanguíneos, el corazón y la sangre.

Componentes del Sistema Circulatorio

  • Vasos Sanguíneos:
    • Arterias: Transportan la sangre del corazón hacia el cuerpo.
    • Venas: Transportan la sangre hacia el corazón.
    • Capilares Sanguíneos.
  • Corazón: Órgano hueco con cuatro cavidades (dos ventrículos y dos aurículas). Posee vasos sanguíneos propios (arterias y venas coronarias).
  • Sangre: Caracterizada por una circulación cerrada, completa y doble.

Válvulas Cardíacas

Las válvulas aurículo-ventriculares son:

  • Válvula Mitral o Bicúspide (lado izquierdo).
  • Válvula Tricúspide (lado derecho).

Sistema Excretor

El Sistema Excretor tiene la función de eliminar las sustancias tóxicas y regular la composición del medio interno (osmorregulación). Está compuesto por:

  1. Riñones
  2. Uréteres (Corregido ‘ureteres’)
  3. Vejiga
  4. Uretra

La orina, originada en los riñones, es conducida a la vejiga por los uréteres. La uretra la conduce de la vejiga al exterior.

El Nefrón y la Formación de Orina

El riñón está constituido por los nefrones, que son su unidad funcional.

La formación de orina se da en cuatro etapas:

  1. Filtración Glomerular: Actúa como un colador, separando componentes de la sangre. (Corregido ‘glomerulosa’)
  2. Reabsorción: Reabsorbe las sustancias útiles que el cuerpo necesita conservar.
  3. Secreción: Ocurre principalmente en el túbulo distal.
  4. Concentración: Reabsorción de agua adicional para concentrar la orina.

Metabolismo y Energía Celular

El Metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que ocurren en las células.

Fases del Metabolismo

  • Catabolismo: Reacciones que degradan y oxidan las moléculas complejas de la dieta y las reservas celulares. Estas reacciones liberan energía.
  • Anabolismo: (Corregido ‘Anabilasmo’) Fase del metabolismo que construye componentes moleculares del organismo, incluyendo recambio molecular, crecimiento y almacenaje de energía.

Fuentes y Tipos de Energía

La Fotosíntesis es el proceso donde el flujo de energía solar permite convertir el dióxido de carbono en carbohidratos.

La energía se presenta en diversas formas:

  • Energía Química: Se utiliza en las reacciones químicas y biológicas.
  • Energía Cinética: Relacionada con los movimientos.
  • Energía Eléctrica: Presente en los impulsos nerviosos.

Función de los Macronutrientes en el Metabolismo

  • Glúcidos (Carbohidratos): Fuente de energía inmediata.
  • Lípidos (Grasas): Reserva de energía a largo plazo. Son almacenados en células adiposas (adipocitos). (Corregido ‘adipositos’)
  • Proteínas: Cumplen funciones estructurales.

Rutas de Obtención de Energía (Glucosa)

El metabolismo de la glucosa se divide en fases:

  1. Glucólisis (1ª Fase): Ocurre en el citoplasma de la célula.
  2. Respiración Celular (2ª Fase): Utiliza oxígeno y tiene lugar en las mitocondrias.

El Ciclo de Krebs forma parte de la respiración celular y culmina el proceso de obtención de energía.

Fermentación

La Fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta que sucede en ausencia de oxígeno (anaeróbico).

  • Fermentación Láctica: Ocurre en el citosol de la célula. Oxida parcialmente la glucosa para obtener energía. El producto de desecho es el ácido láctico. (Corregido ‘Formentación’)
  • Fermentación Alcohólica: Proporciona energía a los microorganismos unicelulares en ausencia de oxígeno. Produce alcohol y CO₂ como desechos.

Etapas de la Fotosíntesis

  • Etapa Lumínica: Depende directamente de la luz. (Corregido ‘Lumínia’)
  • Etapa Oscura: Es enzimática e independiente de la luz.

Conceptos Fundamentales de Ecosistemas

Los Ecosistemas se caracterizan por constantes intercambios de materia y energía entre sus integrantes y entre estos y la biosfera.

Niveles de Organización Ecológica

  • Población: Conjunto de individuos de una misma especie que coexisten en un lugar y momento determinado.
  • Comunidades: Integradas por poblaciones de diferentes especies que conviven en un ambiente en un momento dado. (Corregido ‘comunidades’)

Dinámica y Sucesión Ecológica

La Dinámica de los Sistemas se refiere a los cambios que ocurren a través del tiempo. Una perturbación origina que las especies se adapten a un sistema alterado.

Cuando un ecosistema sufre un cambio gradual a través del tiempo, este proceso se denomina Sucesión Ecológica. Las etapas pioneras modifican el ambiente, permitiendo la instalación de otras especies, que son las especies tardías de la sucesión. (Corregido ‘Ecossitema’, ‘demonina’, ‘ecólógica’, ‘proneras’)

Tipos de Sucesión Ecológica

  • Sucesión Primaria: Ocurre en ambientes que previamente no estaban ocupados por ninguna comunidad biológica.
  • Sucesión Secundaria: Se inicia en sitios previamente ocupados, a raíz de alguna perturbación en la comunidad presente en ese ecosistema.

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