FUNCIONES BIOLÓGICAS
LA RESPIRACIÓN
LA RESPIRACIÓN
1.- CONCEPTO.- Es el conjunto de procesos que tienen por finalidad, la liberación de energía (ATP) a partir de moléculas orgánicas en las células (mitocondrias). A la respiración también se le llama OXIDACIÓN BIOLÓGICA.
La Respiración a su vez comprende tres procesos:
- Intercambio gaseoso
- Transporte de gases del exterior al interior de las células
- Reacciones metabólicas, que tiene la finalidad de liberar energía.
INTERCAMBIO GASEOSO.- Llamado también “VENTILACIÓN”; consiste en que el organismo absorbe oxígeno y luego elimina anhídrido carbónico CO2.
El intercambio de gases puede ser de dos formas:
a) Directa.- Cuando se realiza directamente del medio externo al medio interno. Ejemplo en los organismos unicelulares.
b) Indirecta.- Cuando el intercambio de gases se realiza utilizando órganos especializados como los pulmones, branquias, tráqueas en organismos desarrollados.
TIPOS DE RESPIRACIÓN:
Según la complejidad la respiración puede ser:
Respiración Externa.- Comprende el intercambio de gases entre la sangre y el medio ambiente, por órganos especializados.
Respiración Interna.- Es cuando el intercambio de gases se realiza entre la sangre y las células de un tejido.
Según la necesidad de oxigeno la respiración puede ser: Anaeróbica y aeróbica
A) RESPIRACIÓN ANAERÓBICA.-
- No necesita de oxígeno. Existen organismos anaeróbicos que realizan su respiración sin la necesidad de oxígeno, a éstos se les denomina “organismos anaeróbicos”
- En los organismos desarrollados, la Respiración anaeróbica se denomina también GLUCÓLISIS O FERMENTACIÓN, y se realiza en el citoplasma de las células.
- Consiste en un proceso de degradación de macromoléculas orgánicas en micro moléculas orgánicas por proceso de oxidación.
- Los productos de la Respiración Anaeróbica son:
Triosas
Alcohol etílico
Ácido láctico
Ácido pirúvico, quien ingresa a la respiración aeróbica
Anhídrido Carbónico CO2
Por cada molécula de glucosa, se obtiene 31,2 Calorías, 2 ATP
B) RESPIRACIÓN AERÓBICA.-
- Necesita de oxígeno
- En las células de los organismos superiores se realiza en la matriz mitocondrial.
- Consiste en una serie de reacciones de OXIDO REDUCCIÓN que tiene como aceptor final electrones de oxígeno que luego se combina con el hidrógeno para formar agua.
- Por cada molécula orgánica se obtiene 689,8 calorías, 38 ATP
- La respiración aeróbica comprende a su vez los siguientes procesos:
ü Ciclo de Krebs
ü Ciclo de la vía oxidativa
ü Fosforilación oxidativa
1.- CICLO DE KREBS.-
- Se llama también Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo de los ácidos tricarboxílicos
- Se realiza en la matriz mitocondrial
- Consiste en una serie de reacciones oxidativas (deshidrogenaciones) y descarboxilativas.
- Por cada molécula de ACIDO PIRÚVICO que ingresa a este tipo de respiración, se obtiene los siguientes productos:
ü 3 moléculas de NAD2
ü 1 molécula de NADPH2
ü 1 molécula de FADH2
ü 3 moléculas de CO2
ü
NAD = Dinucleótido Nicotinamina Adenina
- El CO2 se elimina, pero los demás productos entran al siguiente proceso de respiración.
-
2.- CICLO DE LA VIA OXIDATIVA.-
- Se realiza en las crestas mitocondriales y se le llama también “vía respiratoria”
- Consiste en una serie de transporte de electrones de oxidación del NAD2, NADPH2, y FADH2
- Al final de estas reacciones de OXIDO REDUCCIÓN, se termina con la combinación del
- Hidrógeno con el Oxígeno para formar el agua.
- En tres puntos de la serie se produce energía suficiente para formar ATP a partir del fósforo inorgánico (P----AMP----ADP----ATP).
3.- LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.-
- Ocurre paralelamente a la serie de transporte de electrones
- Consiste en que un alto poder REDOX se convierte en uno de bajo poder REDOX con desprendimiento de energía que se acumula en forma de ATP.
- En este momento es cuando interviene el oxígeno.
ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS PARA LA RESPIRACION
1.- RESPIRACIÓN BRANQUIAL.- Las branquias son características de animales acuáticos, como algunos ANÉLIDOS, MOLUSCOS, CRUSTÁCEOS, EQUINODERMOS Y PECES.
Las branquias son proyecciones de la superficie externa del cuerpo o de la capa interna del intestino hacia el exterior del animal, y por tanto, proceden evolutivamente por evaginación.
Hay dos tipos de branquias: externas e internas. Las primeras evolutivamente son más primitivas.
· Las branquias externas tienen la ventaja de que su simple movimiento moviliza el agua, pero pueden ser fácilmente dañadas por los agentes externos. FIGURA 1
· Las branquias internas, están situadas en una cavidad protectora por lo que es necesario un sistema de ventilación de la superficie de intercambio. FIGURA 2
La forma de conseguirlo en los distintos grupos zoológicos es muy variado: cilios, sifones, apéndices variados, movimientos contracorriente, etc.
Figura 1
Figura 2
En los peces, cuyas branquias son siempre internas, se da una asociación entre éstas y una serie de hendiduras, las hendiduras branquiales.
En los peces más evolucionados, que son los peces óseos, las branquias están formadas por unas laminillas muy vascularizadas que se insertan en el arco branquial y están tapadas por el opérculo. El agua penetra por la boca FIGURA 3 y saldrá por el opérculo, en este trayecto, las branquias toman el O2 disuelto en el agua.
Figura 3
2.- RESPIRACIÓN TRAQUEAL.- Propia DE INSECTOS Y OTROS ARTRÓPODOS TERRESTRES.
Este aparato está formado por una serie de tubos, las tráqueas, producidas por invaginaciones del tegumento, en las que el aire entra a través de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo, llamados estigmas.
Las tráqueas se van ramificando y disminuyendo de diámetro, hasta que contactan directamente con las células, donde se realiza el intercambio gaseoso por difusión. No necesitan por tanto, un aparato circulatorio para el transporte de gases.
Figura 4
3.- RESPIRACIÓN PULMONAR.- Los pulmones son invaginaciones de las superficies respiratorias rodeadas de capilares sanguíneos. Son bolsas de finas paredes, que sirven para realizar el intercambio gaseoso, para lo que se conectan con el exterior mediante una serie de conductos.
Según se asciende en la escala animal, los pulmones van incrementando su superficie interna, desde los ANFIBIOS, (FIGURA 5), cuyos pulmones son sacos sin ninguna tabicación, por lo que complementan esta respiración con la cutánea, hasta llegar a las AVES FIGURA 6, REPTILES y los MAMÍFEROS, cuyos pulmones son los más desarrollados debido a los sacos aéreos de las aves y a los alvéolos en mamíferos.
Estos mecanismos permiten a estos dos grupos de vertebrados un considerable aumento de la superficie respiratoria.
Figura 5
Figura 6