Fisiología y Biología Celular: Transporte, Excreción y Biomoléculas

Transporte de Sustancias

Los Líquidos Circulantes

Están formados por agua, sales minerales, proteínas, elementos celulares y diferentes pigmentos encargados de transportar los gases.

Hidrolinfa, hemolinfa, sangre y linfa son los principales.

Los Vasos

Son conductos por los que se mueven los líquidos circundantes.

• Vasos sanguíneos: Arterias, venas y capilares.
• Capilares: Pequeñas paredes con una sola capa de células endoteliales. En ellos se produce el intercambio de nutrientes y gases entre sangre y tejidos.
• Arterias: Llevan la sangre del corazón hasta los tejidos. Paredes elásticas de tejido conjuntivo.
• Venas: Llevan la sangre de regreso al corazón. Paredes delgadas, menos elásticas y de mayor diámetro que las arterias.
• Vasos linfáticos: Formados por una red de capilares, son muy permeables y van agrupándose en vasos cada vez mayores de aspecto nudoso. Atraviesan los ganglios linfáticos, formados por tejido conjuntivo en el que se sitúan linfocitos.

Mecanismo Propulsor

El corazón.

Tipos de Corazón

• Tubulares: Los de los artrópodos, tienen forma de tubo.
• Accesorios: Cefalópodos y peces, se encargan de acelerar la circulación en una zona determinada.
• Tabicados: Moluscos y vertebrados, formados por dos cámaras, las aurículas por las que entra el sangue y los ventrículos por los que sale.

Modelos de Sistemas de Circulación

• Abiertos: Los fluidos circulantes o bien no fluyen por el interior de los vasos y bañan directamente todas las células del organismo, o bien discurren por vasos que se abren finalmente a las cavidades corporales formando sistemas lacunares.
• Perrados: Los fluidos circulantes van por el interior de vasos circulatorios que recorren todo el organismo. El contacto del fluido con las células no es directo, sino que se produce a través de superficies finas de intercambio (capilares). Pueden ser simples o dobles.

Aparatos circulatorios de invertebrados: Abierto con vasos (artrópodos, moluscos no cefalópodos); cerrado con vasos (cefalópodos, anélidos).

Corazón de los Mamíferos

Ciclo cardíaco: Es el período que transcurre entre una contracción cardíaca y la siguiente. Se divide en tres etapas: sístole auricular, sístole ventricular y diástole general.

• Sístole auricular: Dura 0.1 segundos. Se produce la contracción de las aurículas. El sangre pasa por las válvulas mitral y tricúspide hacia los ventrículos. Las válvulas semilunares están cerradas, por lo que el sangre no abandona los ventrículos por las arterias.
• Sístole ventricular: Dura 0.3 segundos. Cuando la sangre llegó a los ventrículos, estos se contraen, las válvulas mitral y tricúspide se cierran y la sangre no puede retornar a las aurículas. Se abren las válvulas semilunares y la sangre sale de los ventrículos; esta apertura es pasiva debido al aumento de presión.
• Diástole general: Dura 0.4 segundos. Tanto las aurículas como los ventrículos están relajados y expandidos. Esto crea una presión negativa en su interior que hace que la sangre entre en las aurículas. Al final, los ventrículos contienen 9/10 de su capacidad. Entonces, una nueva sístole auricular impulsa el sangre restante en las aurículas, los ventrículos se terminan de enhebrar y el ciclo se cierra.

Modelos de Aparatos Excretores

Los Productos de Refugio

Nitrogenados y no nitrogenados.

• Nitrogenados: Amoniotélicos, uricotélicos y ureotélicos.
• No nitrogenados: Dióxido de carbono, agua, sales minerales y pigmentos biliares.

Órganos Excretores de Vertebrados

Los riñones y la nefrona.

• Riñones: Compuestos de cápsula renal, zona cortical, médula y pelvis renal.
• Nefrona: Consta de un corpúsculo renal, en el que se produce la filtración del líquido plasmático sanguíneo, y de un tubo contorneado de longitud variable, en el que tienen lugar los procesos de reabsorción y eliminación activa de solutos. Formada por el corpúsculo de Malpighi y el túbulo contorneado (túbulo contorneado proximal, asa de Henle y túbulo contorneado distal).

Organismos Pluricelulares

El salto entre las colonias y los primeros organismos pluricelulares implicó tres características:

1. Una especialización y diferenciación de las células.
2. Un funcionamiento coordinado.
3. Un medio interno.

Aparición de las Células

Cuando alguna protocélula comenzó a llevar a cabo tres funciones:

1. Intercambiar materia y energía con el medio exterior para mantener sus estructuras y sus reacciones bioquímicas.
2. Regularse en función de los cambios ambientales.
3. Producir réplicas de sí mismas gracias a su primitivo material genético.

Bioquímica y Biomoléculas

Propiedades del Agua ($H_2O$)

• Buen disolvente de sustancias polares.
• Buen medio de reacción.
• Elevada calor específica.
• Elevada cohesión intermolecular.
• Elevado calor de vaporización.

Sales Minerales

Funciones estructural, protección, ósmosis y regulación del pH.

Proceso Osmótico

Pasa agua desde la disolución menos concentrada hacia la más concentrada.

Glúcidos

Fórmula general: $C_nH_{2n}O_n$

Propiedades de los Monosacáridos

Solubles en agua, sabor dulce. Ejemplos: ribosa (función estructural), glucosa (función estructural y combustible celular).

• Función reserva: Almidón, glucógeno.
• Función estructural: Celulosa, quitina.

Prótidos

Formados por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno (CHON).

Ácidos Nucleicos (ADN)

Moléculas formadas por CHONP. Polímeros de nucleótidos enlazados químicamente.

Nucleótidos

• Pentosa (ribosa o desoxirribosa).
• Base nitrogenada: Púricas o pirimídicas (adenina, timina, guanina, citosina, uracilo).
• Ácido fosfórico ($H_3PO_4$).

Estructura del ADN

Dos cadenas de nucleótidos. En cada cadena los nucleótidos se enlazan $3' \rightarrow 5'$ mediante enlaces fosfodiéster. El carbono nº5 y el nº3 se unen mediante el grupo fosfato.

Las dos cadenas se unen por las bases nitrogenadas mediante enlaces de hidrógeno con un apareamiento específico en disposición antiparalela ($A-T$, $C-G$). La disposición de estas dos cadenas es helicoidal.

Tres bases de ADN codifican para cada aminoácido. Un gen es un fragmento de ADN que codifica la información completa para la síntesis de una proteína.