TEMA 1 FUNCIONES VITALES LA DIGESTIÓN, LA RESPIRACIÓN, LA CIRCULACIÓN Y LA EXCRECIÓN.
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LAS FUNCIONES ELEMENTALES DE UN SER VIVO
Las funciones vitales elementales que ha de llevar a cabo todo ser vivo son: relación, nutrición y reproducción.
Relación La función de relación comprende dos cosas: Las respuestas que los seres vivos elaboran ante los estímulos del medio Las relaciones que los seres vivos establecen entre sí.
Nutrición La nutrición es una función que comprende la ingestión de alimentos o nutrientes y su posterior utilización por el organismo con el fin de proporcionarle la energía y las sustancias necesarias para su desarrollo. Estas sustancias que el organismo necesita son Los glúcidos, azúcares o hidratos de carbono, como la glucosa o la lactosa, de los que se extrae energía. Los lípidos o grasas, que también proporcionan energía y ayudan a mantener la temperatura corporal de los animales. Las proteínas, que son la materia prima con la que se forman las células y los tejidos. Los ácidos nucleicos, como el ADN, que está en el núcleo de las células Además, los seres vivos necesitan agua y otras sustancias, como sales minerales y vitaminas.
Reproducción Esta función permite, por procedimientos diversos, originar individuos hijos semejantes a los progenitores y de esta manera perpetuar la especie.
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.2.- ¿PARA QUÉ NECESITAMOS LA ENERGÍA? Cualquier actividad realizada por un ser vivo necesita un gasto de energía, que se obtiene de los alimentos. Las principales actividades que realizan los seres vivos son:
El crecimiento del cuerpo Los alimentos que toman los animales son materia orgánica. Una parte de esta materia se emplea para producir energía y otra para producir su propia materia orgánica y crecer. Cuando se alcanza el estado adulto y se detiene el crecimiento, también se está formando materia orgánica continuamente, para sustituir a las células que envejecen por otras nuevas.
El mantenimiento del cuerpo Los animales necesitan consumir energía para que su cuerpo pueda funcionar. Por ejemplo, el aparato respiratorio necesita energía para poder tomar oxígeno, el aparato digestivo para transformar los alimentos, el circulatorio para llevar el oxígeno y los alimentos a todo el cuerpo, el excretor para eliminar las sustancias de desecho... También necesitamos energía para mantener el cuerpo siempre a la misma temperatura.
El movimiento Se consume energía para realizar cualquier movimiento: búsqueda de alimento, de un refugio mejor, la reproducción...
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La defensa contra situaciones desfavorables
Cuando las condiciones que rodean a un ser vivo no son favorables, éste se puede defender de diversas formas. Así, algunas enfermedades provocan en el organismo mecanismos internos de defensa, como la fiebre; el calor excesivo produce la formación de sudor, y el frío nos hace tiritar, con lo que producimos más calor. Estas y otras actividades se realizan consumiendo, también, energía. 3
Ahorrando energía En situaciones muy adversas, por ejemplo cuando el frío es intenso o hay una gran falta de agua, los seres vivos pueden encontrar muy difícil obtener energía. Algunos animales evitan estas circunstancias emigrando a zonas en las que las condiciones sean mejores. Otros, sin embargo, responden disminuyendo su actividad hasta el mínimo para sobrevivir y entrando en períodos de letargo en los que el gasto de energía es muy pequeño, como en la hibernación o letargo invernal. Muchos animales no hibernan y tienen que soportar la estación fría. Para que el mantenimiento de la temperatura corporal no sea excesivamente costoso, los animales tienen cubiertas aislantes que reducen las pérdidas de calor, como la capa de grasa que hay bajo la piel, el pelo o las plumas. Hay muchas plantas que responden al frío paralizando su actividad. Es el caso de los árboles caducifolios, que en invierno pierden sus hojas. Otras plantas, como la de la patata o la cebolla, pierden toda la parte que está al aire y toda la planta se reduce a estructuras enterradas, como bulbos, tubérculos o rizomas, que cuando llega la estación del buen tiempo vuelven a formar una planta completa.
.3.- CÓMO OBTENER ENERGÍA: LA RESPIRACIÓN CELULAR La energía que utilizan los seres vivos se encuentra almacenada en los alimentos, pero es una energía que está en “bruto”. Para convertirla en energía “útil”, que los seres vivos puedan aprovechar, tiene que sufrir una serie de transformaciones dentro del organismo, que acaban con la respiración celular.
Las transformaciones de los alimentos
Digestión. Es la primera etapa en la transformación de los alimentos en los seres heterótrofos. Con ella, la materia que forma parte de los alimentos se descompone en partes más sencillas, como es la glucosa. Los seres autótrofos no realizan la digestión. Transporte y almacenamiento. Esas partes más sencillas de materia que se forman con la digestión pueden ser transportadas fácilmente hasta cualquier parte del organismo donde se necesiten, y si no son necesarias en ese momento, se almacenan hasta que haga falta utilizarlas. Respiración celular. Es la última etapa de transformación de los alimentos. Tiene lugar en unas partes que hay dentro de las células que se llaman mitocondrias. Las partículas sencillas formadas en la digestión ya fueron transportadas a las células, y allí, dentro de las mitocondrias, son atacadas por el oxígeno que consigue extraer de ellas la energía “útil” que tienen almacenada.
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TIPOS DE NUTRICIÓN
Todos los seres vivos poseemos unas características que nos distinguen de los seres sin vida. Una de estas características es la nutrición, mediante la cual ingerimos alimentos y obtenemos de ellos energía y materia. La energía se utiliza para realizar las funciones vitales, y la materia para el crecimiento de nuestro cuerpo y su mantenimiento. Hay dos tipos de nutrición:
Nutrición autótrofa. Es realizada por algunos seres vivos, como las plantas, llamados seres autótrofos. Elaboran su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas sencillas, como el agua y el dióxido de carbono, y una fuente de energía, que suele ser la luz.
Nutrición heterótrofa. El resto de seres vivos, entre los que se encuentran los animales, necesitan tomar materia orgánica ya fabricada por otros seres vivos, ya que son incapaces de elaborarla ellos a partir de sustancias sencillas. Son los seres heterótrofos.
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EL APARATO DIGESTIVO DEL SER HUMANO
El aparato digestivo es un tubo musculoso que comienza en la boca y termina en el ano. Gracias al aparato digestivo es posible transformar los alimentos que ingerimos en sustancias más sencillas que son aprovechadas por las células, obteniendo así la energía y los nutrientes necesarios para desarrollar las funciones vitales.
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Boca: En la boca masticamos y trituramos los alimentos con los dientes. La lengua sirve de ayuda para mezclar el triturado con la saliva, formando el bolo alimenticio.
Glándulas salivares: Vierten sus jugos, la saliva, en la boca. La saliva humedece y reblandece los alimentos.
Esófago: Es el conducto por el que transcurre el bolo alimenticio.
Vesícula biliar: Esta glándula segrega la bilis, que es imprescindible para la digestión de grasas. Estómago: Convierte el bolo alimenticio en una masa casi líquida. En él comienza la digestión de proteínas. Páncreas: Elabora el jugo pancreático que se vierte al intestino para ayudar a la digestión. Intestino delgado: Es un tubo de 7 m de longitud. Las sustancias procedentes de la digestión se absorben a lo largo de este gran tubo y se incorpora a la sangre. Intestino grueso: Se trata de un tubo de 2 m al que llega parte del alimento no aprovechable. En él estos restos pierden agua y se forman las heces. Ano: Orificio excretor, por el que se expulsan las heces.
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FUNCIONAMIENTO DEL APARATO DIGESTIVO HUMANO
En el aparato digestivo de los hombres tienen lugar distintos procesos:
Boca
En la boca se efectúa la masticación de los alimentos, y luego se mezclan con la saliva que lo reblandece. La masticación se realiza gracias a los dientes: los incisivos nos sirven para cortar, los caninos para desgarrar y los premolares y molares para triturar. Cuando las sustancias se mezclan con la saliva es cuando se producen los sabores, que son cuatro: dulce, salado, amargo y ácido. El conjunto de alimentos triturados e insalivados (bolo alimenticio) pasa a través del esófago hasta el estómago.
Estómago
En el estómago, que es un órgano muy musculoso, los alimentos continúan moviéndose gracias a sus paredes, y así se van mezclando con el jugo gástrico, que permite la digestión de las proteínas. Los alimentos del estómago forman el quimo, que pasa al intestino delgado.
Intestino delgado
En el intestino delgado, gracias a las secreciones del páncreas, del propio intestino y de la bilis que procede del hígado, termina la digestión. Las pequeñas moléculas formadas pasan a la sangre que las transporta hasta las células de todo el cuerpo. También se producen otras sustancias de desecho que son eliminadas por el aparato excretor.
Intestino grueso
Todos estos residuos que se fueron formando y que no son aprovechables por el cuerpo, pasan por el intestino grueso para ser expulsados al exterior mediante la defecación.
.7. APARATO CIRCULATORIO. SU ORGANIZACIÓN EN EL SER HUMANO El aparato circulatorio se encarga de: Transportar los elementos nutritivos y el oxígeno por el organismo. Transportar las hormonas. Regular la temperatura del cuerpo. En el ser humano, el aparato circulatorio es un sistema cerrado formado por el corazón y los vasos sanguíneos. El corazón actúa como una bomba que impulsa la sangre. Está formado por dos aurículas, en la parte de arriba, y dos ventrículos, en la parte de abajo. Los vasos sanguíneos transportan la sangre por el cuerpo y son de tres tipos: 7
Arterias: salen del corazón hacia todo el cuerpo. Cuanto más se alejan del corazón más pequeñas son. Venas: van desde las distintas partes del cuerpo hasta el corazón. Según se van acercando al corazón son cada vez mayores. Capilares: son unos vasos muy finos que se forman cuando las arterias se ramifican al llegar a los distintos órganos del cuerpo, y se convierten en capilares venosos cuando salen de estos órganos.
.8. FUNCIONAMIENTO DEL APARATO CIRCULATORIO Las venas van recogiendo por todo el cuerpo la sangre pobre en oxígeno, y a través de la vena cava llega al corazón por la aurícula derecha. De aquí pasa al ventrículo derecho, que envía la sangre a los pulmones a través de las arterias pulmonares. En los pulmones la sangre deja el dióxido de carbono que lleva y se carga de oxígeno que necesitan los tejidos. La sangre rica en oxígeno vuelve al corazón por las venas pulmonares, llega a la aurícula izquierda, de ahí pasa al ventrículo izquierdo y sale por la arteria aorta para llevar ese oxígeno por todas las células del cuerpo. Este proceso se va repitiendo sucesivamente.
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.9. LA SANGRE Y LA LINFA Por el interior del organismo circulan dos tipos de líquidos:
La sangre: es un líquido rojo que circula por los vasos sanguíneos. Está formado por: El plasma: es un líquido formado principalmente por agua, pero que también tiene sales, proteínas, lípidos, glucosa, etc. Entre las proteínas que lo forman están los anticuerpos, que son muy importantes para la defensa del organismo. Los glóbulos rojos, eritrocitos o hematíes: son las células que se encargan de transportar el oxígeno hasta todas las células del organismo. Son los que dan el color rojo a la sangre. Los glóbulos blancos o leucocitos: son células encargadas de la defensa del organismo. Destruyen las bacterias y las células muertas. Cuando tenemos una infección el número de glóbulos blancos aumenta para poder detenerla. Las plaquetas o trombocitos: son trozos de células más grandes que contienen una sustancia que permite que la sangre coagule.
La linfa: Junto al aparato circulatorio sanguíneo existe el aparato circulatorio linfático. La linfa es un líquido blanquecino que se forma a partir del plasma y de los glóbulos blancos que se salen de los vasos sanguíneos. Este líquido se incorpora a la sangre en algunos sitios.
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.10. QUÉ ES LA RESPIRACIÓN La mayoría de los seres vivos necesitamos intercambiar continuamente oxígeno y dióxido de carbono con el medio en que vivimos; tomamos oxígeno, ya que las células lo necesitan para obtener energía (metabolismo celular), y expulsamos el dióxido de carbono que se produce como resultado de dicho metabolismo. Organismos aerobios: Se denominan así aquellos seres que, como los humanos, necesitan oxígeno para llevar a cabo las oxidaciones metabólicas mediante las cuales obtienen la energía que necesitan para vivir.
La respiración de los organismos terrestres
Los seres vivos que ocupamos el medio terrestre realizamos un intercambio gaseoso con la atmósfera.
La respiración de los organismos acuáticos Los organismos que viven en un medio acuático toman el oxígeno del agua. Los animales acuáticos inferiores, como las esponjas, difunden el oxígeno disuelto en el agua directamente hacia su interior, a al vez que expulsan el dióxido de carbono en sentido contrario. A otros animales más complejos les resulta imposible que cada célula de su organismo lleve a cabo directamente el recambio gaseoso con el exterior; por ello necesitan poseer un aparato respiratorio que realice el intercambio gaseoso, y un aparato circulatorio que transporte los gases. Estos seres realizan, por tanto, una respiración indirecta.
.11. EL APARATO RESPIRATORIO. RESPIRATORIO HUMANO
ORGANIZACIÓN DEL APARTO
El aparato respiratorio consta de unos orificios por los que penetra el aire del medio externo, unos conductos por los que se transporta, y unos órganos en los que se produce el intercambio de gases. Este esquema de organización tan sencillo presenta muchas variaciones, que dependen del medio en que se desenvuelva el organismo. 10
El aparato respiratorio humano
El aparato respiratorio de los seres humanos está organizado de la siguiente manera: - La nariz o la boca: Son los orificios de entrada. Es conveniente que el aire entre por la nariz, porque en las fosas nasales se humedece, se calienta y se limpia de impurezas. - Los conductos respiratorios o vías respiratorias: El aire, una vez que atraviesa la faringe, alcanza las vías respiratorias, la laringe, la tráquea y los bronquios, y sus ramificaciones, los bronquiolos. - Los órganos respiratorios o pulmones: En ellos penetran las últimas ramificaciones de los bronquiolos, y forman una especie de sacos denominados alvéolos pulmonares, que siempre contienen algo de aire. Están rodeados por capilares sanguíneos. La pleura es una finísima membrana doble que recubre los pulmones. Los pulmones se encuentran además protegidos por las costillas y el esternón, formando una especie de caja que recibe el nombre de caja torácica. El aparato respiratorio está formado por unos orificios de entrada del aire, unas vías respiratorias que lo transportan y unos órganos en los que se verifica el intercambio gaseoso.
.12. EL PROCESO RESPIRATORIO Para respirar es necesario llevar a cabo dos movimientos: - La inspiración, que permite la entrada de aire en los pulmones. - La espiración, mediante la cual se produce la salida del aire al exterior.
El diafragma y los movimientos respiratorios.
Tanto en la inspiración como en la espiración participan varios músculos, entre los cuales el más importante es el diafragma. El diafragma es un músculo que está situado debajo de la caja torácica. Durante la inspiración, los pulmones se llenan de aire, aumentando su volumen. Para ello, el diafragma baja y aumenta el volumen de la caja torácica. Durante la espiración el aire es expulsado de los pulmones. Para ello, el diafragma sube y comprime el aire contenido en la caja torácica. Estos movimientos respiratorios son involuntarios, esto es, son realizados automáticamente, aunque el individuo esté dormido. En ocasiones, también puede controlarse voluntariamente. 11
Una vez que el aire llega a los alvéolos pulmonares, tiene lugar allí el intercambio de gases. Los alvéolos se encuentran rodeados por pequeños capilares sanguíneos que llegan a los pulmones con sangre rica en dióxido de carbono y pobre en oxígeno. En la inspiración, el aire rico en oxígeno llega hasta los alvéolos pulmonares y pasa a los capilares sanguíneos, que lo reparten por todo el cuerpo. En la espiración, el dióxido de carbono pasa de los capilares sanguíneos a los alvéolos y es expulsado al exterior a través de las vías respiratorias. Los movimientos respiratorios son dos: la inspiración y la espiración.
.13. LA EXCRECIÓN La excreción consiste en la eliminación de las sustancias que ya no van a ser utilizadas por el organismo y que proceden del metabolismo celular. Se trata de un conjunto de diversas sustancias, algunas de las cuales son tóxicas, por lo que si se fueran acumulando en el organismo acabarían intoxicándolo. Todos los organismos disponen de algún mecanismo que les permite expulsar estas sustancias. Así, eliminamos sustancias de desecho principalmente a través de la orina, del sudor o del aire espirado. No debes confundir la excreción con la secreción y la defecación. La secreción consiste en la liberación desde las células de las glándulas (como el páncreas, el hígado y otras) de ciertas sustancias que posteriormente el organismo empleará. Por ejemplo, las hormonas segregadas por las glándulas endocrinas y las enzimas que las glándulas digestivas segregan al tubo digestivo para la digestión. La defecación se refiere a la expulsión o eliminación de elementos o sustancias no digeridos, que no han pasado al interior de ninguna célula del organismo, no tomado parte en el metabolismo celular; por tanto, las sustancias defecadas no pueden considerarse como “residuos” procedentes de dicho metabolismo. La excreción es una función que nos permite expulsar los residuos procedentes del metabolismo celular.
.14. EL APARATO EXCRETOR HUMANO El aparato excretor humano está constituido fundamentalmente por el aparato urinario, aunque los seres humanos también excretamos a través de la piel, ya que a ella vierten las glándulas sudoríparas que excretan el sudor. También los pulmones son órganos excretores, ya que eliminan el dióxido de carbono procedente del metabolismo celular. Las funciones del sudor son las siguientes: contribuir a la excreción de las sustancias de desecho, y regular la temperatura impidiendo que se eleve cuando se realiza algún ejercicio muscular.
El aparato urinario humano
El aparato urinario humano elabora como producto de excreción la orina. Consta de los siguientes elementos: - Los riñones, que son dos órganos que tienen forma de judía y miden unos 10 cm de longitud. En su interior existe una cavidad en forma de embudo, la pelvis renal, de la que parten los uréteres hacia la vejiga. A cada riñón llega una arteria renal y de cada riñón parte una vena renal. 12
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Los uréteres son unos tubos muy finos que conducen la orina desde cada riñón a la vejiga. La vejiga es un órgano hueco, musculoso, situado en la parte más baja de la cavidad abdominal, en la que se va almacenando la orina; cuando la vejiga está llena, la orina sale al exterior a través de la uretra.
El aparato excretor humano permite expulsar los productos de desecho mediante la orina, el sudor y la respiración.
.15. FISIOLOGÍA DEL APARATO URINARIO HUMANO La sangre llega al riñón con productos de desecho procedentes del metabolismo, que deben ser eliminados; en el riñón se forma la orina a partir de la sangre, de la que toma los residuos. La elaboración de la orina es un proceso bastante complejo realizado por las nefronas; dicho proceso comprende dos fases: filtración y reabsorción. Mediante la filtración se forma la orina primaria. Ésta no solo contiene sustancias de desecho, sino también otras moléculas filtradas, como glucosa, vitaminas, sales minerales, agua, etc. Si la orina así formada fuera la que se expulsara, la sangre perdería gran cantidad de moléculas aprovechables; por ello, a continuación se produce la fase de reabsorción, mediante la cual se devuelven a la sangre las anteriores moléculas y, así, esta orina secundaria es la que pasa por los uréteres, que la conducen a la vejiga, desde donde es expulsa al exterior a través de la uretra mediante la micción. En los bebes es un acto involuntario, pero en las primera etapas de la vida acostumbramos su musculatura mediante el aprendizaje. La cantidad de orina excretada es proporcional a la cantidad de líquido que bebe la persona; por tanto, los riñones son los que se encargan de mantener constante la proporción de agua en la orina.
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