LOS SERES VIVOS

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SIN SIGLA

Patricia carolina Caceres

23/5/2024

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TEMA 1 LOS SERES VIVOS

1.- LA CIENCIA. EL MÉTODO CIENTÍFICO O EXPERIMENTAL
La observación es el primer eslabón en la adquisición de conocimientos
La siguiente etapa es formar una idea o concepto, elaborar un esquema lógico, es decir, establecer hipótesis que traten de explicar las observaciones.
Evaluamos la certeza de la hipótesis mediante la experimentación. La hipótesis científica tiene que poder ser puesta a prueba (comprobarse experimentalmente).
Si las previsiones se cumplen en la experimentación, aceptamos provisionalmente esta hipótesis como verdadera.

2.- LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA
El término biología fue propuesto en 1802; deriva del griego bio y logos. Se desarrolla pues, entrado el siglo XIX.
La biología descriptiva se ocupa del “que”. La biología funcional se encarga del “Como”. La biología evolutiva trata del “porque”.
Los seres vivos se pueden estudiar en cuatro niveles de organización: molecular, celular, organismos y el de poblaciones.
Los propios seres vivos se distinguen cinco categorías: animales, plantas, hongos, protistas y moneras.

3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
Los seres vivos crecen, se reproducen y responden a estímulos. Si bien hay seres que crecen y no están vivos (cristales), otros responden a estímulos y no están vivos (nitroglicerina).
Una definición diría que son aquellos que son capaces de reproducirse y evolucionar pero esto excluiría a los seres vivos que no son capaces de reproducirse.
La característica diferencial de los seres vivos reside en su enorme e intrincada organización y en la posesión de un programa genético que permite hacer réplicas de esta organización.

4.- UNIDAD DEL MUNDO VIVO
Los seres vivos tienen una unidad de composición: están constituidos por los mismos tipos de moléculas y están unidos en el tiempo por la evolución.
Todos los seres vivos están constituidos por células, algunos por una sola célula. La célula es la unidad básica de estructura y funcionamiento de los seres vivos.
La unidad de funcionamiento está basada en la uniformidad de los procesos químicos que tienen lugar en el interior de la célula.

5.- SERES VIVOS Y EVOLUCIÓN
La evolución es el proceso del cambio de los seres vivos a lo largo del tiempo. Esto implica que los seres vivos que existen actualmente descienden de especies diferentes que existieron anteriormente.
Hay diversas teorías para explicar como ocurre la evolución. Darwin propone como mecanismo evolutivo la selección natural: los individuos mejor adaptados al medio ambiente dejarán más descendencia a su vez mejor adaptada al medio ambiente.

6.- INTERRELACIONES DE LOS SERES VIVOS. RELACIONES ECOLÓGICAS
Todos los seres vivos de un área (río, lago, país, ambiente...) determinada forman una comunidad.
Las relaciones de dependencia de los seres vivos entre sí y con el ambiente son el objeto de estudio de la ecología.

7.- ENERGÍA Y VIDA.
Los seres vivos necesitan energía que obtienen directamente de la luz (vegetales) o indirectamente de las reacciones químicas. El comportamiento de la energía se rige por las leyes de la termodinámica.
La primera ley nos dice que la suma de la materia y la energía en el universo es constante E=m.c2. un vegetal convierte la energía de la luz solar mediante fotosíntesis en energía química. La primera ley nos dice que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
La segunda ley dice que parte de la energía útil se pierde en esa transformación. Parte de la capacidad que tiene la energía de realizar un trabajo se pierde en forma de calor. Esta segunda ley afirma que la entropía de un sistema aislado tiende a aumentar. La entropía vendría a ser el desorden. Ahora bien, conforme un ser vivo se desarrolla se crea cada vez más orden, no obstante no se viola esta segunda ley, pues se pierde mucha mas energía en forma de calor que la empleada para poner orden. Luego los seres vivos no son sistemas aislados.

8.- DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS Y CLASIFICACIÓN
Hoy en día están descritas unos dos millones de especies pero se estima que pueden existir unos diez millones.
El sistema de clasificación actual fue propuesto en el siglo XVIII por Linneo. Clasificó a los seres vivos por especie y un sistema de nomenclatura en latín binomial.
La especie es la población de individuos semejantes que se cruzan entre ellos dando una descendencia fértil.
Linneo agrupó las especies parecidas en géneros, los géneros similares en familias, las familias se agrupan en órdenes, estos en clases, la clase en filo y el filo en reino.
Hoy en día se distinguen cinco reinos:
- MONERAS: organismos unicelulares con células primitivas (procariotas) a este reino pertenecen las bacterias, hay 25000 especies
- PROTISTAS: incluye a organismos unicelulares o con una organización colonial muy sencilla pero cuyas células tienen núcleo diferenciado (eucariotas). Pertenecen algas y protozoos 150000 especies
- HONGOS: la mayoría son pluricelulares y con células eucariotas. Todos son heterótrofos: necesitan nutrirse de otros seres vivos o muertos. (mohos de la fruta, setas y levaduras). Unas 100000 especies
- PLANTAS: organismos pluricelulares que utilizan la luz solar para sintetizar su propia energía (fotosíntesis) por tanto son autótrofos o auto suficientes. Unas 350000 especies.
- ANIMALES: organismos pluricelulares heterótrofos especies 1200000
De los nombres dados por Linneo el primero corresponde al género y el segundo a la especie latinizados. Si una especie tiene subespecie se designa agregando una tercera palabra. La taxonomía se dedica a nombra a los seres vivos.
TEMA 2. LAS MOLÉCULAS

1.- ELEMENTOS QUÍMICOS PRESENTES EN LOS SERES VIVOS
Toda materia está compuesta por elementos químicos. Seis son los elementos químicos fundamentales en la materia viva: oxígeno (O), hidrógeno (H), carbono (C), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Hay otros elementos que se encuentran en menor proporción: hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, cobre, cloro etc.

2.- ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
Cada elemento químico se diferencia de los demás por la estructura de sus átomos. Un átomo está constituido por un núcleo central que contiene protones y neutrones y una nube de electrones que rodea a ese núcleo. El numero de protones es lo que define a un elemento químico, por ejemplo el hidrógeno tiene uno, el carbono seis, el nitrógeno siete, el oxigeno ocho.
Los átomos rara vez se encuentran libres en la naturaleza pues tienden a unirse con otros para formar moléculas. En el enlace de los átomos juegan un papel decisorio los electrones: un átomo puede captar, ceder o compartir electrones con otro quedando así unido a otro mediante enlaces, formando moléculas.
Una fórmula representa la estructura de una determinada molécula sobre un plano.

3.- LAS MOLÉCULAS D E LOS SERES VIVOS.
Se pueden clasificar en moléculas inorgánicas o moléculas orgánicas. La molécula más importante en los seres vivos es la de agua (H2O) pudiendo representar hasta el 70% o más del peso. El agua y las sales minerales de la materia viva constituyen los componentes inorgánicos de la materia viva junto con algunos gases O2 y CO2.
El resto del peso de un ser vivo lo constituyen las moléculas orgánicas basadas en el carbono. Estas moléculas son las que caracterizan a los seres vivos. La gran mayoría son exclusivas de los seres vivos. Dentro de las moléculas orgánicas podemos diferenciar por su tamaño:
· moléculas pequeñas micromoléculas azucares sencillos, aminoácidos, nucleotidos, ácidos grasos, esteroides
· moléculas grandes, macromoléculas: complejas, son los polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos.
Todas las macromoléculas son polimeros, están formadas por unidades semejantes que se repitenmuchas veces. Así los polisacáridos, están constituidos por azucares, las proteínas por aminoácidos, y los ácidos nucleicos por nucleotidos. El ordenamiento de estas unidades elementales se llama secuencia. Hay una enorme variedad de proteínas distintas. 3000 en las bacterias 50000 en el hombre.
Las moléculas de proteínas son cadenas, secuencias de la combinación de 20 aminoácidos diferentes. Los ácidos nucleicos se forman por la combinación de cuatro nucleotidos.
Los azúcares sencillos dan lugar polisacáridos. Por su grupo funcional, estructura o propiedades físicas las moléculas orgánicas se clasifican en: lípidos, glúcidos, proteínas y ácidos nucleicos

4.- LOS CARBOHIDRATOS (GLÚCIDOS O HIDRATOS DE CARBONO
Todos tienen grupos alcohol y grupos aldehido o acetona en sus carbonos. Su tamaño puede ser muy diferente aunque su estructura es muy homogénea.
Los más sencillos son los azúcares simples (monosacáridos), de ellos el más común es la glucosa (también llamada dextrosa o azúcar de la uva) su nivel en la sangre la controla el hígado. La glucosa es la molécula que se sintetiza en la fotosíntesis; de su degradación obtenemos energía los seres vivos.
La fórmula de la glucosa es C6H12O6 pero esta fórmula también es la de todas las hexosas (6 carbonos) (fructosa, galactosa). La diferencia es de estructura espacial.
Las pentosas (C5H10O5) tienen como destacada la ribosa que forma parte de los ácidos nucleicos. Las triosas como el gliceraldehido tienen de fórmula C3H6O3.
Los monosacáridos pueden combinarse entre sí para dar disacáridos, trisacáridos y en general polisacáridos.
Disacáridos: sacarosa (azúcar de mesa) glucosa+fructosa
Lactosa (leche) glucosa +galactosa
Polisacáridos: constituyen sustancias de reserva o forman parte estructural de las células. Almidón, glucógeno y celulosa están constituidos solo por moléculas de glucosa, la diferencia está en el modo en que se unen sus moléculas y por tanto en su estructura.
El almidón es un polisacárido de reserva que se acumula en las células vegetales, molécula muy insoluble en agua
El glucógeno es un polisacárido de reserva solo en células animales; cuando disminuye el nivel de glucosa en sangre, el glucogéno que se almacena fundamentalmente en el hígado, se hidroliza liberando glucosa a la sangre.
La celulosa está solo en células vegetales y realiza una función estructural. Las diferencias de estructura con el almidón y el glucógeno son suficientes para que los animales no puedan romper los enlaces ni por lo tanto digerirla. Solo algunos animales (vacas, termitas) la usan por algunos microorganismos que en su tubo digestivo degradan la celulosa.

5.- LÍPIDOS
Sus moléculas tienen naturaleza hidrofóbica (son poco solubles en agua) sin embargo son solubles en disolventes polares (acetona, eter, benceno, cloroformo..)
Los lípidos tienden a formar regiones de exclusión de agua, compartimentos aislados dentro de la célula. Los lípidos son componentes esenciales en las membranas. Además pueden ser almacenados en las células para ser utilizados como fuente de energía. Otras moléculas de lípidos actúan como vitaminas u hormonas.
Los ácidos grasos: constituidos por una larga cadena hidrocarbonada (hidrógeno y carbono) y un grupo ácido (carboxilo ) en un extremo.
Los ácidos grasos insaturados (dobles enlaces entre sus carbonos) son muy abundantes entre los vegetales y funden a temperaturas mas bajas que los saturados, de ahí que los aceites vegetales sean líquidos a temperatura ambiente mientras que las grasas animales no lo son.
Los glicéridos: se conocen con el nombre vulgar de grasas. Pueden tener unidos a las moléculas de glicerina uno, dos ó tres (triglicéridos) moléculas de ácidos grasos.
Los triglicéridos son depósitos muy concentrados de energía en las células (9 Kcal/gr frente a 4 Kcal/gr de los glúcidos y proteínas).
Las grasas se acumulan en las células adiposas. En los animales las grasas suelen llevar una elevada proporción de ácidos grasos saturados, por lo tanto, son sólidos a temperatura ambiente. Los glicéridos con ácidos grasos insaturados son propios de los vegetales, este tipo de ácidos grasos deben ser ingeridos por el hombre pues la mayor parte de ellos no puede sintetizarlos.
Los fosfolípidos: compuestos de ácidos grasos, un alcohol, ácido fosfórico y un compuesto nitrogenados. Son los constituyentes principales de las membranas celulares.
Esteroides: el colesterol es uno de ellos; muy abundantes en la membrana celular y en el plasma sanguíneo. Algunas hormonas como por ejemplo las sexuales también son esteroides. Algunas vitaminas como la “D” y los ácidos biliares.

6.- PROTEÍNAS
Son las moléculas orgánicas más abundantes en las células (50% de su peso seco). Se encuentran en todas partes de la célula.
Las proteínas son grandes y largas moléculas compuestas de otras moléculas más sencillas llamadas aminoácidos; por tanto, las proteínas son polimeros donde los aminoácidos son las unidades que se repiten.
Los aminoácidos tienen en común un grupo amino y otro ácido y difieren unos de otros en la estructura del resto de la molécula (a la que llamaremos grupo R). El grupo R puede ser incluso un átomo de hidrógeno. Existen 20 aminoácidos diferentes.
Los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos, al reaccionar entre sí, formando largas cadenas. Un péptido o polipéptido es una proteína muy pequeña o un fragmento de ella.
Cada proteína de los millones que existen, difiere de otra en el orden de colocación de los aminoácidos y en su cantidad que puede oscilar entre decenas y miles.
La estructura primaria de una proteína es el conjunto de aminoácidos que la forman y su secuencia. La estructura espacial o tridimensional de una proteína (estructura secundaria y terciaria) condiciona sus propiedades o actividad biológica. Cuando una proteína pierde su configuración espacial se dice que está desnaturalizada (calor, alcohol...). Así la albúmina de la clara del huevo, se desnaturaliza con el calor dando una masa blanca.
Algunas proteínas tienen función contractil como las del músculo actina y miosina. Otras transportadora como la hemoglobina. Función de defensa como la inmunoglobulina o papel estructural como el colágeno de la piel o los tendones.
ENZIMAS: MECANISMO DE ACCIÓN:
Las enzimas son proteínas cuyo papel es acelerar (hasta cien millones de veces) las reacciones químicas de los seres vivos.
Una reacción química que transforma una sustancia en otra requiere energía, la energía se suele suministrar en forma de calor. Esta energía necesaria para los procesos químicos se llama energía de activación. Los seres vivos no soportan elevadas temperaturas, la presencia de una enzima disminuye la cantidad de energía de activación necesaria. Las enzimas son catalizadores biológicos.
Las enzimas son proteínas de peso molecular elevado, en cambio la sustancia sobre la que actúan (sustrato) suele ser una molécula pequeña.
Existen miles de enzimas en un organismo. Las enzimas son muy específicas con respecto a la molécula sustrato y al tipo de reacción, es decir, cada enzima tiene una estructura y función única.
La enzima y el sustrato se complementan incluso en la forma (modelo de llave cerradura). La región de la enzima en la que tiene lugar la interacción se llama centro activo.
La enzima se une al sustrato y al separarse la enzima no se ha modificado pero si el sustrato, es decir, la enzima puede ser utilizada de nuevo.
Sustrato y producto pueden ser más de una sustancia (dos sustratos para una enzima y un solo producto; un sustrato y dos productos...)
La desnaturalización de enzimas supone su pérdida de actividad al perder su forma espacial.
Muchos de los venenos actúan como inhibidores de la actividad de las enzimas.
Algunas enzimas para funcionar necesitan la presencia de otras sustancias (sales y otras moléculas); estas sustanciasse llaman coenzimas o cofactores y algunos de ellos son las vitaminas.

7.- LOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
Son polimeros grandes. Su molécula unidad es el nucleótido. A su vez el nucleótido se compone de tres moléculas: un azúcar, ácido fosfórico y una base nitrogenada. El azúcar es una pentosa (5 átomos de carbono). Puede ser ribosa o desoxirribosa (un átomo de oxígeno menos). El ácido fosfórico se encuentra ionizado (cargas negativas) por lo tanto es un fosfato. La base nitrogenada es capaz de captar hidrógenos; hay cinco tipos: adenina, guanina, citosina, timina y uracilo.
Los ácidos nucleicos son largas cadenas de nucleótidos enlazadas entre sí por el grupo fosfato. Son las moléculas más grandes que se conocen formadas por millones de nucleótidos.
Hay dos clases de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA) que lleva siempre desoxirribosa y el ácido ribonucleico (ARN o RNA) que siempre lleva ribosa. Además se diferencian en las bases nitrogenadas el DNA lleva todas menos uracilo y el RNA todas menos timina.
La estructura espacial del DNA consiste en un par de cadenas arrolladas en espiral (estructura helicoidal) y unidas por enlaces que se establecen entre sus bases nitrogenadas. El RNA está formado por una cadena sencilla. Los ácidos nucleicos son las moléculas que contienen la información genética que se almacena según el orden o secuencia de sus bases nitrogenadas
TEMA 3 LAS CÉLULAS

0.- INTRODUCCIÓN
La célula es la unidad más pequeña que manifiesta todas las propiedades que caracterizan la vida. La célula es el punto de partida de todos los organismos.

1.- LA CÉLULA: UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS
A nivel estructural, la célula es la unidad elemental de los seres vivos; por muy grandes que sean están compuestos por células.
Hay seres vivos unicelulares: bacterias, amebas, muchas algas, algunos hongos...
Cada parte de nuestro cuerpo (huesos, piel, músculo...) está formado por células específicas.
A nivel funcional todas las actividades que desarrollan los seres vivos dependen de las actividades de sus células. Podemos aislar una única célula y seguiría viva, sin embargo al separarla en componentes moleculares no tendría la cualidad de viva. Lo que se conoció por “teoría celular” enuncia que la organización que llamamos viva no existe en unidades más pequeñas que la célula.
Únicamente los virus no tienen estructura celular, sin embargo para su función utilizan células de otros seres vivos (son parásitos celulares), es decir, necesitan una célula para vivir.
La célula se compone de biomoléculas, las membranas separan lo que no debe interaccionar y los orgánulos juntan lo que debe reaccionar.
Una célula únicamente se forma bien por la división de una célula anterior, bien por la unión de dos células en la célula huevo.

2.- EL DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA
Las células no fueron descubiertas hasta que no se dispuso de microscopio. Se atribuye a Robert Hooke (1665) el descubrimiento y nombre de célula. Al observar un tejido vegetal le recordó a las celdillas de un panal.

3.- LA OBSERVACIÓN DE LAS CÉLULAS
Las células son pequeñas, complejas, incoloras y translúcidas, por ello es necesario observarlas al microscopio y tintarlas.
El núcleo es un orgánulo esférico de posición casi siempre central. La cromatina llena casi todo el núcleo, también están los nucleolos.
El citoplasma es el resto de la célula y rodea al núcleo, está lleno de orgánulos y membranas.
Una membrana rodea toda la célula y la aísla.

4.- LA MEMBRANA CELULAR
La membrana que rodea la célula y delimita su espacio físico se llama membrana plasmática. También controla el contenido químico de la célula (intercambio de materia entre el interior y el exterior de la célula). Cuando la membrana pierde esta capacidad de control de intercambio de sustancias, la célula muere.
Hay dos mecanismos para que las moléculas atraviesen la membrana:
· de un modo pasivo, sin consumo de energía, basado en las leyes físicas de difusión (difusión positiva): las moléculas pasan de la zona de mayor concentración a la de menor concentración hasta que se iguala el número de moléculas por unidad de volumen. La mayoría de las veces en los procesos de entrada y salida de moléculas interviene una proteína; en este caso el proceso se llama de difusión facilitada
· por transporte activo, requiere un gasto de energía. Las proteínas transportadoras consumen energía química de la célula. El transporte activo es fundamental para el mantenimiento de las concentraciones moleculares elevadas dentro de la célula.
En la composición química de la membrana hay lípidos 40%, proteínas 52% y carbohidratos 8%.
El modelo de estructura molecular se denomina mosaico fluido. Los lípidos forman una doble capa en la que los grupos polares se orientan al exterior de la célula y hacia el interior, las proteínas se distribuyen de manera asimétrica.
En las células vegetales, la membrana se encuentra recubierta de una capa rígida de celulosa (pared celular)
Las membranas están relacionadas con los procesos de reconocimiento de sustancias y comunicación celular.

5.- ÓRGANOS CELULARES
En el interior de la célula existen muchas membranas, unas rodean orgánulos específicos y otras forman un sistema de membranas más o menos continuo denominado retículo endoplasmático. Todas estas membranas tienen una composición química y estructural similar a la de la membrana celular (membrana plasmática). de hecho en muchas zonas existe una continuidad entre la membrana plasmática y las interiores.
Cada orgánulo celular tiene una o más actividades específicas.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Sistema de membranas con canales y vesículas. Algunas de las membranas tienen unos gránulos llamados ribosomas. En los ribosomas tiene lugar la síntesis de proteínas. En los sacos del retículo endoplasmático rugoso se acumulan y procesan las proteínas. El retículo endoplasmático se ocupa de la síntesis de lípidos.
APARATO DE GOLGI
Compuesto de pequeños sacos rodeados por una membrana. Muy abundante en las células secretoras. Se ocupa de la síntesis de polisacáridos y el procesamiento (modificación) de proteínas y lípidos sintetizados en el retículo endoplasmático. Algunos lípidos y proteínas son transformados en gluco-lípidos y gluco-proteínas.
MITOCONDRIAS
Con doble membrana. La externa que la rodea y la interna que forma crestas. Las mitocondrias son las centrales energéticas. Tiene gran cantidad de enzimas especializadas en la degradación de las moléculas; funcionan en presencia de oxígeno. La energía procedente de la oxidación de glucosa por ejemplo, se almacena en moléculas químicas llamadas ATP. La molécula de ATP es un nucleótido en cuyos enlaces se almacena energía.
CLOROPLASTOS
Solo está en células vegetales. Contiene un pigmento verde: la clorofila que capta la energía solar necesaria para transformar el CO2 (dióxido de carbono) en glucosa. Es decir, sintetizar una molécula orgánica a partir de una inorgánica. Tiene una doble membrana, la externa rodea el orgánulo y la interna forma invaginaciones llamadas lamelas. Sobre las lamelas se encuentra la clorofila en forma de monedas apiladas.
VACUOLAS Y LISOSOMAS
Las vacuolas digestivas tienen la función de degradación de moléculas. Otras vacuolas contienen acúmulo de sustancias grasas o proteínas. Algunas vacuolas vegetales almacenan el almidón, otras pigmentos que dan color a la flor.
Los lisosomas son de menor tamaño que las vacuolas. Contienen gran cantidad de enzimas que degradan las moléculas inservibles.
EL CITOESQUELETO Y EL MOVIMIENTO CELULAR
El citoesqueleto da consistencia y forma a la célula, canaliza el transporte y está implicado en el movimiento celular. Está formado por microtúbulos y microfilamentos.
La tubulina (proteína) forma los microtúbulos y otraproteína, la actina, forma los microfilamentos. Ambas proteínas son responsables de la estructura del citoesqueleto. La tubulina y la actina son capaces de ensamblarse para dar largas fibras siendo un proceso dinámico y reversible. Este dinamismo ensamblaje-desensamblaje es causa de la motilidad y los cambios de forma.
Estas proteínas pueden formar estructuras superiores u orgánulos. Tal es el caso del centriolo (solo en células animales) cuya función es intervenir en la división de la célula en el proceso de separación de los cromosomas.
Los microtúbulos constituyen orgánulos especializados en el movimiento en medios líquidos: los cilios y los flagelos.
EL NÚCLEO
En él se encuentran las moléculas de DNA. El DNA se encuentra en el núcleo unido a proteínas formando la cromatina. La cromatina tiene aspecto fibroso con zonas más densas (heterocromatina) y zonas más laxas (eucromatina).
Los cromosomas se individualizan en la mitosis.
La membrana nuclear es doble, contiene numerosos poros que facilitan el intercambio núcleo-citoplasma. El RNA sintetizado en el núcleo sale para llevar la información genética al citoplasma. Por otro lado las proteínas entran
En el nucleolo tiene lugar la síntesis del RNA que va a constituir los ribosomas (RNA-r)

6.- CLASES DE CÉLULAS
Las células difieren en tamaño y forma, como ya hemos visto las células vegetales tienen una gruesa pared recubriendo la membrana plasmática, tienen cloroplastos, no tienen centriolos y tienen grandes vacuolas.
La diferencia de estructura es mayor comparando las células de organismos superiores (protozoos, hongos, vegetales y animales) que tienen células eucariotas, con las células de organismos unicelulares (bacterias y algunas algas) con células procariotas.
Las células procariotas no tienen núcleo separado de resto por membranas y prácticamente no tienen orgánulos diferenciados.
A nivel funcional las células autótrofas son autosuficientes (p.ej. las fotosintéticas) y las heterótrofas necesitan la energía de los alimentos.

7.- MULTICELULARIDAD
En los organismos pluricelulares hay diferenciación celular, las células se especializan para realizar diferentes funciones.
La célula de organismos pluricelulares no puede vivir aislada. La especialización ha llevado a la cooperación e interdependencia de las células.
Un conjunto de células adyacentes y del mismo tipo constituye un tejido. Los tejidos diferentes que cooperan para realizar una función común forman un órgano. Y un conjunto de órganos con una función compartida nos da un sistema.
La célula, el tejido, el órgano, y el sistema constituyen diversos niveles de organización de los organismos pluricelulares.
TEMA 4 LOS GENES

1.- ¿QUÉ ES EL MATERIAL GENÉTICO
El material genético lleva la información que determina las propiedades de un organismo, es decir, la forma en que se desarrolla, funciona y responde al ambiente. Además es responsable de la transmisión de esta información a su descendencia.
Gen es la unidad de información responsable de una función específica.
Se heredan los genes de los progenitores, las características son el producto de los genes y emergen durante el desarrollo y la vida del individuo por lo que influyen los factores ambientales.

2.- IDENTIFICACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO
El material genético reside en el núcleo de la célula y los cromosomas son el vehículo de la herencia. Cuando la célula se va a dividir se hacen visibles los cromosomas; en los periodos de no división forman una maraña llamada cromatina. En la división, los cromosomas se dividen por la mitad repartiéndose exactamente entre las células hijas. El número de cromosomas es idéntico en todas las células de un individuo y en todos los individuos de una misma especie.
Los cromosomas están compuestos de proteínas y ácidos nucleicos, uno de estos últimos, el DNA, es el soporte de la información genética. Solo en algunos tipos de virus es otro ácido nucleico (RNA) el que realiza esta función (es el caso del virus del SIDA).

3.- ESTRUCTURA DEL DNA: LA DOBLE HÉLICE
La molécula de DNA está constituida por dos largas cadenas de nucleótidos unidas entre sí formando una doblé hélice.
Como vimos el nucleótido del DNA está formado por un azúcar de cinco carbonos (desoxirribosa), una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina o timina) y un grupo fosfato a través del cual se unen los nucleótidos. La estructura fosfato-pentosa recorre la hélice mientras las bases se sitúan en el interior. Las bases nitrogenadas quedan unidas entre sí. La adenina solo se une con la timina y la hace con dos enlaces de hidrógeno. La guanina y la citosina se unen por tres enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno constituyen enlaces débiles.
La información genética del DNA reside en el orden de colocación o secuencia de las bases nitrogenadas. Conocer la secuencia de las bases equivale a descifrar su mensaje genético.
La estructura del DNA en doble hélice con el apareamiento de las bases limitado (A-T; G-C) implica que una cadena determina la estructura de la otra, por ello se dice que ambas cadenas son complementarias.
Esto implica que conocida la secuencia de una cadena se conoce también la otra y que en cada molécula de DNA existe la misma cantidad de adenina que de timina, de guanina que de citosina.

4.- REPLICACIÓN DEL DNA
Para que al reproducirse cada una de las células hijas reciba una copia del material genético el DNA debe reproducirse también, es decir, hacer copias de su molécula, este proceso se llama replicación del DNA.
La complementariedad de las bases constituye el fundamento del mecanismo de replicación. Para la replicación la doble hélice se separa en sus dos cadenas por ruptura de los enlaces de hidrógeno que unían a sus bases, cada una de las cadenas actúa como un molde que especifica el orden de las bases en la síntesis de una nueva cadena, complementaria a cada una de las dos iniciales. La síntesis de la nueva cadena se realiza por la adición uno por uno de los nucleótidos en una reacción catalizada por la enzima DNA-polimerasa. Intervienen más enzimas y proteínas y se necesita energía proporcionada por el ATP.
El mecanismo de replicación del DNA es semiconservativo pues conserva cada una de las dos nuevas dobles hélices una parte de la antigua cadena.
El DNA se duplica en cada ciclo de división celular. Cada célula que va a duplicarse replica previamente su DNA.

5.- LOS ERRORES EN EL DNA: MUTACIONES
A pesar de que la enzima DNA-polimerasa tiene capacidad para corregir errores, a veces pueden suprimirse bases o añadirse o incorporarse una incorrecta.
Un solo cambio en una base puede representar una mutación en un gen. Una vez producida la mutación en el DNA lógicamente se transmitirá a las células descendientes ya que será copiada cada vez que se divida el DNA para duplicar la célula.
Cuando la célula que ha sufrido la mutación es reproductora o germinal (espermatozoide u óvulo) se transmitirá a la siguiente generación de individuos.
No todas las mutaciones se deben a fallos espontáneos durante la replicación, pueden ser provocados por agentes mutagénicos: radiaciones (rayos X, partículas radioactivas, luz ultravioleta) y numerosas sustancias químicas.

6.- ORGANIZACIÓN DE LOS GENES

Los genes son un fragmento, una secuencia del DNA. Las moléculas del DNA son larguísimas y contienen una sucesión lineal de genes.
En los animales más sencillos (bacterias) solo hay una molécula de DNA que contiene más o menos 3.000 genes. Su tamaño lo expresamos en función del número de nucleótidos o bases (ya que es el mismo) en la bacteria E. Coli es de 4x 106 pares de bases o 4.000 Kb (kilobases).
El DNA humano es de unas 6x109 pares de bases repartidas en 46 cromosomas (23 pares) y hay unos 30.000 genes.Esta cantidad de DNA mediría estirada unos dos metros, sin embargo se alojan en el núcleo de una célula (10 micrometros) ya que se asocian a proteínas que logran una ordenada y elevada compactación del DNA.
La asociación del DNA y proteínas forma la cromatina. La mayoría de las proteínas de la cromatina tiene función estructural; una de estas proteínas son las histonas. La interacción de las histonas y el DNA forma los nucleosomas que dan a la fibra de cromatina un aspecto arrosariado. Asociadas al DNA también hay otras proteínas que son enzimas, por ejemplo la DNA-polimerasa y otras con función reguladora.

7.- LOS CROMOSOMAS
Cuando la célula se va a dividir la cromatina sufre un mayor empaquetamiento dando lugar a unas estructuras visibles al microscopio óptico: los cromosomas.
El cromosoma es el resultado del plegamiento ordenado de la fibra de cromatina que tiene lugar cuando la célula se va a dividir.
Cuando la célula se va a dividir necesita repartir la información genética y esto es más sencillo encontrándose compactado en unidades; para su funcionamiento es mejor una descondensación para exponerse mejor a la acción de las enzimas y dirigir las actividades de la célula.
El cromosoma tiene una forma alargada de aspecto doble, cada una de las partes idénticas se llaman cromátidas y se mantienen unidas por una región llamada centrómero. Cada cromátida contiene una molécula de DNA, una doble hélice altamente plegada por su interacción con las histonas. Las dos cromátidas son idénticas porque contienen la información proveniente de la replicación del DNA.
Cada especie biológica tiene en todas sus células el mismo número de cromosomas (en el hombre 23 pares). Se habla de pares de cromosomas porque en las células los cromosomas son iguales dos a dos, están emparejados en parejas de cromosomas homólogos.
Cada cromosoma de la pareja procede de un progenitor: uno del padre, otro de la madre para cada una de las parejas de homólogos. Estos cromosomas homólogos no tienen la misma información genética pero sí información equivalente para los mismos caracteres. Por ejemplo cromosomas que determinan el color de pelo, uno puede determinar rubio y el otro castaño (no tienen porque ser idénticos, pero ambos determinan el color de pelo).
Cada uno de los genes de una especie tiene una localización exacta y precisa en sus cromosomas, constante en todos los individuos.
TEMA 5 LOS GENES EN ACCIÓN

1.- DEL GEN A LA PROTEÍNA
El orden de los aminoácidos de una proteína esta dictado por el orden de las bases de un fragmento de DNA, es decir, de un gen.
El DNA se encuentra siempre en el núcleo de la célula. La síntesis de proteínas tiene lugar en el retículo endoplasmático, concretamente en los ribosomas. Por tanto debe de existir una molécula intermedia que lleve las instrucciones para la síntesis de proteínas desde el DNA, esta molécula es el ácido ribonucleico (RNA).
El paso de información del DNA al RNA se llama transcripción y la segunda etapa, del RNA a las proteínas traducción.

2.- EL ÁCIDO RIBONUCLEICO (RNA)
Es un ácido nucleico cuya estructura química es parecida a la del DNA pues en la síntesis del RNA, el DNA actúa como modelo. El RNA es una copia complementaria de un fragmento de DNA.
Diferencias entre el RNA y DNA:
· el azúcar del RNA es la ribosa y no la desoxirribosa
· el uracilo (U) reemplaza a la timina (T) como base nitrogenada
· el RNA es una cadena sencilla y no de doble hélice
· las moléculas de RNA son más pequeñas ya que el RNA es copia de un fragmento de DNA
La transcripción o síntesis del RNA sucede así: la doble hélice de DNA se abre por ruptura de los enlaces de sus bases en la región donde va a ser copiada. Una de las cadenas de DNA sirve de molde para el alineamiento de las bases de RNA, las bases del RNA son las complementarias al DNA ( G-C, A-U, C-G, T-A). En el proceso de unión de los nucleótidos interviene la enzima RNA-polimerasa. Al final de la transcripción el RNA queda libre y se cierra de nuevo el DNA por apareamiento de sus cadenas complementarias.
Así el DNA es la copia maestra de la información genética y el RNA es la copia del DNA. El RNA que lleva las instrucciones para la síntesis de proteínas se llama RNA mensajero (m-RNA).
Hay otros tipos de RNA también copiados del DNA que intervienen en la síntesis de proteínas aunque no las codifican.
· RNA ribosómico (r-RNA) constituye el ribosoma
· RNA de transferencia (t-RNA) transporta los aminoácidos. Cada aminoácido es llevado al ribosoma por su propio t-RNA.

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3.- UN DICCIONARIO MOLECULAR: EL CÓDIGO GENÉTICO

Como las bases nitrogenadas del RNA son cuatro, para transferir el mensaje en las proteínas que se componen de 20 aminoácidos, cada aminoácido está representado por más de una base.
Cada grupo de tres nucleótidos (que se llama codón) se corresponde con un aminoácido.

El código genético constituye las reglas de correspondencia entre los codones y los aminoácidos, viene a ser, por tanto, un diccionario molecular.
El código genético es universal: el mismo para todos los seres vivos.
De los 64 (43) codones posibles, 61 representan aminoácidos, por tanto hay más de un codón por cada aminoácido, es decir, hay sinónimos en el código genético. Los otros tres codones representan señales de terminación. No hay codón específico de iniciación pero la mayoría de las proteínas se inicia con el aminoácido metionina luego su codón AUG viene a ser una señal de inicio.

DNA m-RNA AMINOÁCIDO
CCA..........................GGU............................Glicerina
TAC...........................AUG...........................Metionina.

4.- SÍNTESIS DE PROTEÍNAS: TRADUCCIÓN
Se inicia cuando un determinado m-RNA se une a un ribosoma. Se termina cuando aparece el codón de fin (UAA, UAG, UGA). Los aminoácidos no reconocen su codón, por eso el t-RNA se encarga de llevar los aminoácidos hasta el ribosoma.
Cada t-RNA tiene dos extremos: uno que reconoce y se une a su aminoácido particular y otro que tiene tres bases complementarias al codón. Estas tres bases se llaman anticodón. El reconocimiento y unión de codón y anticodón tiene lugar por formación de enlaces hidrógeno entre sus bases complementarias. Este proceso asegura que cada aminoácido esté en el sitio apropiado. La unión de cada t-RNA con su aminoácido está regulada por una enzima específica.
Etapas en la síntesis de proteínas:
1- El m-RNA se une al ribosoma
2- El primer codón del m-RNA reacciona en el complejo (t-RNA1+aa1) generalmente suele ser el t-RNA+metionina, pues el primer codón del m-RNA suele ser AUG.
3- El segundo codón reacciona con su respectivo (t-RNA2+aa2)
4- Los dos aminoácidos reaccionan formando un enlace (aa1+aa2)
5- El t-RNA1 del primer aminoácido queda libre y sale del ribosoma dispuesto a ser reutilizado
6- El tercer codón reacciona con su correspondiente aminoácido (t-RNA3+aa3). De nuevo se forma un enlace (aa1+aa2+aa3) quedando libre el t-RNA2
7- Así sucede hasta llegar al codón de terminación en que se libera la cadena de aminoácidos.
Una vez finalizada la síntesis el m-RNA queda libre y puede ser reutilizado. Es usual que antes de que finalice la proteína se esté iniciando otra con lo cual el mismo m-RNA puede ser utilizado por varios ribosomas simultáneamente. Finalmente el m-RNA es degradado.
Para los enlaces peptídicos entre los aminoácidos se necesita energía que se obtiene de la degradación de las moléculas nutrientes. Esta misma energía se usa para la unión t-RNA+aa y para el movimiento del ribosoma a través del m-RNA.

5.- CAMBIOS EN LOS GENES: MUTACIONES
Las mutaciones de un gen suponen cambios que afectan a uno o varios de sus nucleótidos y pueden ser:· Sustitución de un nucleótido por otro.
· Pérdida de uno o varios nucleótidos
· Adición de uno o varios nucleótidos
Un cambio en la secuencia de nucleótidos de un fragmento de DNA (gen) dará en la mayoría de los casos un producto génico alterado, es decir, una proteína alterada en algún aminoácido.
El resultado de la mutación suele ser el cambio de un aminoácido por otro lo cual afectará en mayor o menor grado a la función de la proteína. La pérdida o adición de un nucleótido puede modificar todos los codones y dar una proteína totalmente distinta.
Las mutaciones ocurren en frecuencia baja y espontánea, al azar. También se pueden producir por agentes químicos o físicos (radiaciones).

6.-CONSECUENCIAS DE LAS MUTACIONES
Los cambios fisiológicos y anatómicos provocados por ligeras alteraciones de la estructura de las proteínas pueden tener graves consecuencias.
Ejemplo de albinismo: falta de melanina. En la producción de melanina interviene la enzima tirosinasa que actúa sobre el aminoácido tirosina. Los individuos albinos tienen el gen mutante que produce una forma inactiva de tirosinasa.
Otro ejemplo: la anemia falciforme la padecen individuos cuya hemoglobina difiere de la normal solo en un aminoácido. Este hecho hace que hasta el glóbulo rojo adquiera una forma anormal de hoz o media luna y esto hace que los glóbulos rojos se apelotonen en los vasos sanguíneos.

7.- REGULACIÓN DE LOS GENES: ACTIVACIÓN Y REPRESIÓN
Un gen se expresa cuando se transcribe y se traduce en una proteína. El promotor de un gen es una región que regula su actividad.
Las células en organismos pluricelulares, son especializadas, aunque todas tengan los mismos genes realizan diferentes funciones, es decir, expresan diferentes genes.
Hay pues en cada célula genes activados y genes reprimidos o inactivos.

8.- INGENIERÍA GENÉTICA
Es un conjunto de técnicas y estrategias que permiten nuevas combinaciones de material hereditario.
La donación de genes permite disponer de muchas copias de una pieza de DNA o de un gen concreto para expresarlos (obtener mucha cantidad de producto proteico) o estudiarlos.
Las bacterias han sido las primeras hospedadoras de genes eucariotas obteniendo en su interior productos proteicos humanos.
Pasos para clonar un gen:
1- Cortar un gen y separarlo del resto del genoma: se logra mediante enzimas de restricción. Estas enzimas cortan el DNA por un sitio específico (diana). Cada enzima (hay más de cincuenta) tiene distintas secuencias o dianas de corte.
2- Unir el gen a un vector que lo transporte al interior de una célula hospedadora (bacteria). El gen se une a un DNA-vector, previamente cortado con la misma enzima de restricción por la zona de las dianas comunes. Se pegan los fragmentos con enzimas ligasas. Como vectores se utilizan plásmidos o virus que infectan las bacterias.
3- Obtener el producto del gen. El DNA de los plásmidos o de los virus se reproduce deprisa.
4- Una vez clonado el gen hay que cortarlo de nuevo para aislarlo con la misma enzima de restricción y luego separarlo del DNA bacteriano.
Otra forma de obtener grandes cantidades de un gen es la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa PCR.

9.- APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
Convertir bacterias en productores masivos de proteínas (insulina....)

Uso de microorganismos modificados genéticamente para eliminar sustancias contaminantes.
Mejorar el rendimiento agrícola.

Diagnóstico de enfermedades hereditarias.
Terapia génica.

TEMA 6 DIGESTIÓN Y METABOLISMO

1.- NUTRICIÓN, ENERGÍA Y METABOLISMO
El organismo vivo debe mantener alto el nivel de organización frente a la tendencia al desorden (2º principio de la termodinámica). Esto requiere una continua incorporación de energía. Cada vez que se forman moléculas grandes a partir de otras más pequeñas se actúa contra el desorden y esto ocurre cuando la célula crece, se divide o repara las zonas desgastadas.
Los animales son organismos heterótrofos pluricelulares que procesan el alimento en un conjunto de reacciones llamadas metabolismo para obtener de él materia y energía.
Los animales utilizan el sistema digestivo para transformar los alimentos en moléculas; el circulatorio para llevar las moléculas a las células donde en presencia de oxígeno proporcionado por el aparato respiratorio son sometidas a reacciones metabólicas de donde se obtiene materia y energía.

2.- OBJETIVO BIOLÓGICO DE LA NUTRICIÓN
Nutrición es el conjunto de procesos por los cuales los seres vivos utilizan, transforman e incorporan en sus estructuras una serie de sustancias del medio que los rodea; sustancias que en forma de nutrientes están en el alimento.
Nutriente es toda sustancia nutritiva, es decir, que aporta materia y energía, contenida en los alimentos.
Los objetivos de la nutrición son:
1- aporte de energía
2- aporte de materia de construcción y síntesis de las estructuras orgánicas
3- aporte de sustancias necesarias para regular los procesos químicos.
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3.- ALIMENTACIÓN Y NUTRICIÓN
La alimentación es el proceso mediante el que tomamos las sustancias contenidas en los alimentos.
La alimentación es un proceso voluntario y consciente mientras la nutrición es un proceso fisiológico involuntario. La alimentación puede ser heterogénea, la nutrición es un proceso único.
Los organismos eucariótidos fotosintéticos dotados de células con cloroplastos utilizan la energía solar para convertir agua y dióxido de carbono en carbohidratos (glucosa, almidón...) liberando oxígeno. Estos organismos, por tanto, convierten energía fotónica del sol en energía química almacenada en los enlaces de estos compuestos orgánicos sintetizados en la fotosíntesis.
Las células eucariótidas dotadas de mitocondrias degradan estos carbohidratos liberando la energía química contenida en sus enlaces en un conjunto de reacciones químicas que se llaman respiración celular.
Autótrofos-----6CO2+6H2O+energía------------C6H12O6+6O2
Heterótrofos---C6H12O2----------6CO2+6H2O+686 Kilocalorías
Las reacciones que captan energía (fotosíntesis) y las que la liberan (glucolisis y respiración celular) son reacciones de oxidación reducción. Oxidación es la pérdida de un electrón y reducción la ganancia de un electrón. La oxidación reducción son simultáneas porque el electrón que pierde el átomo oxidado es recibido por el átomo que se reduce. La glucosa oxidada pierde átomos de hidrógeno que combinados con el oxígeno forman agua. Por el contrario en la fotosíntesis los átomos de hidrógeno pasan del agua al dióxido de carbono que se reduce formando glucosa.
Si la energía se liberase de pronto la mayor parte se perdería en forma de calor que por otra parte podría ser mortal para la célula. Por esto los seres vivos poseen mecanismos controlados por enzimas que regulan este proceso de modo que la energía se almacena en determinados enlaces químicos que la liberan en pequeñas dosis.
Tipos de alimentos por su composición:
Nutrientes orgánicos carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Vitaminas
Inorgánicos agua
Sales

No nutrientes Fibra
El único alimento que contiene todos los nutrientes necesarios es la leche materna y esto solo durante los primeros meses de vida.

4.- NUTRIENTES ORGÁNICOS.
4.1 GLÚCIDOS O CARBOHIDRATOS

Son los nutrientes más importantes desde el punto de vista energético por ser la forma más económica, fácil y de rápida asimilación para obtener energía. Compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno a partir de dióxido de carbono y agua en las plantas. Los hidratos de carbono que la planta no utiliza se acumulan en frutas, semillas, raíces y tubérculos.
Los monosacáridos de seis carbonos (hexosas) (glucosa, fructosa, galactosa) y los de cinco (pentosas) como la ribosa, no necesitan ser digeridos y son absorbidos directamentepor el intestino. Su degradación metabólica supone un aporte inmediato de energía.
Los polisacáridos son moléculas de reserva energética en el caso del glucógeno animal y el almidón vegetal. Otros polisacáridos como la celulosa tienen función estructural en los vegetales.

CARBOHIDRATOS APROVECHABLES son azúcares de rápida absorción.
MONOSACARIDOS.
Hexosas: - glucosa: además de obtenerse directamente se forma en el cuerpo como producto de digestión de otros glúcidos mayores.
- fructosa: se encuentra en la fruta y la miel
- galactosa
Pentosas: - ribosa
DISACÁRIDOS:
- sacarosa: se encuentra en el azúcar (remolacha y caña)

- lactosa se encuentra en la leche de vaca y humana
- maltosa: se encuentra en la cebada
POLISACÁRIDOS: aparecen en el almidón de cereales, legumbres, patatas y hortalizas.
Los carbohidratos proporcionan aproximadamente la mitad de las necesidades energéticas del organismo. Todos los carbohidratos excepto la celulosa se convierten por procesos digestivos en azúcares más sencillos, principalmente glucosa, que metabolizada es degradada a dióxido de carbono y agua con liberación de energía.
Desde el punto de vista exclusivamente energético (no sería una buena dieta) los carbohidratos no serían necesarios. Se obtendría energía de la grasa.
CARBOHIDRATOS NO APROVECHABLES

Forman parte de las paredes vegetales y no tenemos las enzimas necesarias para digerirlos. Son la celulosa, lignina, pectina (en algunas frutas), gomas, mucílagos.
La fibra es un término que reúne un conjunto de macromoléculas vegetales, sobre todo celulosa y lignina, no digeribles por las enzimas digestivas humanas. Tiene un efecto preventivo de enfermedades y papel en la formación de las heces (compactación). Las bacterias de la flora microbiana intestinal se alimentan de ella y originan productos útiles para nuestro cuerpo y una pequeña cantidad de energía.
4.2 LÍPIDOS
Son solubles en disolventes orgánicos e insolubles en agua. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce en las reacciones metabólicas de oxidación 9.4 Kc/gr mientras un prótido o un carbohidrato solo 4.1 Kc/gr pero son más difíciles de absorber y metabolizar.
La mayoría de las grasas que consumimos son triglicéridos.
La energía que proporcionan es debida a la oxidación de sus ácidos grasos en las mitocondrias,
Los lípidos constituyen la reserva corporal energética a medio y largo plazo. Si no ingiriéramos grasa, una vez consumida la reserva moriríamos. Además la presencia de grasas de origen vegetal es necesaria ya que muchos ácidos grasos insaturados no pueden ser sintetizados por el hombre.
En los animales de sangre fría y en los vegetales hay aceites líquidos con ácidos grasos insaturados; en los animales de sangre caliente hay sebos, sólidos, son ácidos grasos saturados. Por hidrogenación los ácidos grasos insaturados pierden sus dobles enlaces, se saturan y se solidifican (fabricación de margarinas vegetales).
Cuando se ingieren carbohidratos más de los que se necesitan se almacenan en hígado y músculos como glucógeno o de manera más permanente como grasa.

4.3 PROTEÍNAS
Cuando se va a sintetizar una proteína y faltan aminoácidos, esta no puede sintetizarse y los aminoácidos son convertidos en glucosa y oxidados o almacenados.
De los veinte aminoácidos, los humanos pueden sintetizar doce a partir del carbono o de otros aminoácidos, el resto deben ser ingeridos. Estos ocho se conocen como aminoácidos esenciales y son lisina, triptófano, treonina, metionina, fenilalanina, valina, leucina, isoleucina.
Las judías son deficientes en triptófano pero importante fuente de lisina e isoleucina. El arroz deficiente en estas dos últimas lleva una cantidad razonable del resto de aminoácidos esenciales.
Las proteínas de origen animal aportan todos los aminoácidos esenciales.
4.4 VITAMINAS
Actúan como catalizadores o coenzimas en las reacciones bioquímicas del organismo. No tienen una estructura química común, su punto común es funcional: catalizadores biológicos.
Se consideran micronutrientes ya que se necesitan en pequeñas cantidades. Salvo raras excepciones el ser humano no las sintetiza. Algunas (K, B1, ácido fólico, B12) pueden sintetizarse por los organismos intestinales. La vitamina A puede sintetizarse a partir de su provitamina: el caroteno. La vitamina D a partir de precursores por exposición al sol.
a) LIPOSOLUBLES: se absorben junto a los lípidos. Cualquier causa que interfiera la absorción intestinal (laxantes, antibióticos) disminuye su ingreso. No se expulsan por la orina por lo que su acúmulo produce toxicidad. Son:
A (retinol): visión epitelios, mucosas- ceguera nocturna- huevo hígado
D (calciferol): absorción y transporte calcio- raquitismo- huevo, hígado, mantequilla
E (tocoferol): antioxidante, resist hematíes- fragilidad eritrocitos- aceites veg. Huevos, leg
K : síntesis de protombina- mala coagulación- síntesis bacterias intestinales, hoja verde.
b) HIDROSOLUBLES: no se almacenan en el cuerpo salvo la B12. Se eliminan por la orina. Son C (ácido ascórbico), B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina o ácido nicotínico), B5 (ácido pantoténico), B6 (piridoxina), B12 (cobolamina), Biotina y ácido fólico.

5.- NUTRIENTES INORGÁNICOS.
AGUA
Es indispensable para la vida por dos razones:
· Es el medio a través del cual entran y salen de la célula las sustancias necesarias para el metabolismo y los productos de desecho.
· Es el disolvente en el que transcurren las reacciones metabólicas.
Cuanto más rico en grasas es un tejido, menos agua contiene (tejido adiposo 15% de agua; tejido muscular 80%).
Hay agua extracelular (20%), plasma sanguíneo y agua intersticial, también en tejidos óseo, conjuntivo...
El agua intracelular supone un 40% del peso corporal.
El aporte de agua puede ser bebida o en alimentos sólidos. También obtenemos agua (agua metabólica) como resultado del metabolismo.
El agua se elimina por la orina, heces, pulmón y piel (no-sudor). Se obtiene así un equilibrio que hace casi constante la cantidad de agua en el cuerpo.
Las necesidades de agua las dictan los factores exógenos (clima, actividad corporal) y endógenos (actividad secretora, ph interno, grado metabólico).
ELEMENTOS MINERALES
De los noventa elementos químicos existentes en la naturaleza solo 26 se reconocen esenciales para la vida animal; 11 son macroelementos (C, H, O, N, S, Ca, K, Na, Cl) y 15 microelementos, oligoelementos o micronutrientes (Fe, F, I...).
No aportan energía pero cumplen las siguientes funciones:
· reguladora: son imprescindibles en muchas reacciones metabólicas.
· Plásticas: forman parte de la estructura de tejidos (p ej el óseo).
Los minerales esenciales (Ca, P, Fe, Na, k, Cl, Mg, S) son requeridos en cantidad igual o superior a 100 mg/día.
Los minerales no esenciales son requeridos en cantidad inferior a 10 mg/día son Cu, F, Co, Zn. Cr, Mn, I, Mb.
Calcio (Ca): imprescindible en la formación de huesos, metabolismo del hierro y vitamina B. Interviene en el mantenimiento del tono muscular, transmisión sináptica, procesos de coagulación y permeabilidad de la membrana celular.
Fósforo (P): componente estructural de las proteínas que constituyen la membrana celular, de las moléculas de DNA y RNA, de los fosfolípidos, del ATP y el ADP.
Hierro (Fe): el cuerpo contiene unos 4 mg. De hierro de los que 2,5 están en la hemoglobina (imprescindible en la oxigenación de las células) y 1g. está formando ferritina (hierro y proteína en médula ósea, bazo e hígado.
Sodio (Na): abundante en el líquido extracelular y en la sangre. Regula la presión osmótica y mantiene el equilibrio ácido-base en la sangre.
Magnesio (Mg): la mayoría está en el esqueleto. Aproximadamente un 20% está asociado a proteínas del tejido muscular. Activa la enzima fosfatasa que desempeña un importante papel en la transformación de energía durante la contracciónmuscular.
Potasio (K): interviene en el metabolismo de la glucosa y síntesis del glucógeno, también participa en el equilibrio ácido-base de la sangre y junto con el sodio mantiene el equilibrio osmótico.
Azufre (S): forma parte de la molécula de tres aminoácidos esenciales: metionina, cistina y cisteína, que se hallan en todas las proteínas.
Cobre (Cu): imprescindible para que el hierro forme parte de la hemoglobina.
Yodo (I): correcto funcionamiento de la glándula tiroidea y síntesis de las hormonas tiroídeas. La tiroxina regula la velocidad metabólica presente en todos los alimentos.
Manganeso (Mn): interviene en el crecimiento de los huesos, formación y elasticidad de los cartílagos. Cofactor de un grupo de enzimas que intervienen en el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas.
Flúor (F): resistencia a la caries por aumento de fijación de calcio y por inhibir el desarrollo de las bacterias que con sus ácidos producen la caries.

6.- TIPOS DE ALIMENTOS POR SU FUNCIÓN
Son energéticos, plásticos y reguladores.
6.1 ALIMENTOS ENERGÉTICOS:
Aportan como nutrientes carbohidratos y grasas, fuentes y reserva de energía para el organismo.
Las necesidades energéticas de un individuo dependen del metabolismo basal, la actividad física y la termogénesis.
METABOLISMO BASAL es la necesidad energética mínima del organismo en condiciones basales (reposo absoluto, ayuno 12 horas y 22ºC de temperatura ambiente). Es el gasto energético de la actividad involuntaria, es decir, para mantener la función vegetativa (circulación, respiración..). Viene a ser en adultos de 40 Kcal/m2/hora. El metabolismo basal supone un 50%-70% de las calorías necesarias por día de un individuo con vida sedentaria.
ACTIVIDAD FÍSICA es la causa más importante del incremento de gasto energético.
TERMOGÉNESIS el comer gasta: la digestión, absorción y transporte de nutrientes.
6.2 ALIMENTOS PLÁSTICOS:
Aportan los nutrientes para reparar o formar los tejidos de nuestro organismo (proteínas y algunos minerales)
6.3 ALIMENTOS REGULADORES:
Aportan vitaminas, minerales y ciertas proteínas (las enzimas) indispensables para las reacciones metabólicas.

7.- CLASIFICACIÓN DE LOS ALIMENTOS POR SU ORIGEN
Su origen puede ser animal o vegetal. Nuestra dieta se compone de carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas, minerales, agua y fibra. La falta de glúcidos hará que las proteínas se usen para producir energía desviándose de su papel plástico.

8.- PROCESOS DIGESTIVOS EN EL HOMBRE
La digestión incluye procesos mecánicos y químicos (digestión mecánica y digestión química). La misión de los órganos digestivos consiste en reducir los alimentos en partículas que puedan atravesar los capilares.
Cuanto más complejos son los animales más largo y sinuoso es el tubo digestivo (en el hombre unos ocho metros). El alimento avanza a través del tubo mediante contracciones musculares llamadas peristaltismo.
En la boca las piezas dentales trituran el alimento a la vez que valiéndose de la lengua lo mezclan con la saliva producida por tres pares de glándulas salivales. La saliva contiene mucus (que lubrica el alimento) y amilasa (enzima que inicia la degradación química de los almidones). La secreción de la saliva se rige por el sistema nervioso autónomo e inicia su actuación ante estímulos de las papilas gustativas y las paredes de la boca.
El alimento pasa al esófago. El paso es por peristaltismo inicialmente voluntario y después involuntario hacia el estómago.
El cardias es un esfínter que regula el paso de la comida del esófago al estómago. El estómago es un saco musculoso distendible. Las paredes del estómago (mucosa gástrica), células epiteliales, segregan jugo gástrico que lleva mucus, ácido clorhídrico y pepsinógeno, precursor de la enzima digestiva pepsina. El ClH hace que el jugo gástrico sea el líquido más ácido del cuerpo. El ácido clorhídrico ClH actúa sobre los componentes fibrosos y conjuntivos del alimento pero no ataca a las paredes del estómago por el mucus. El ClH también permite la conversión del pepsinógeno en pepsina que descompone las proteínas a péptidos y que solo puede actuar en un ph bajo (ácido). Los hidratos de carbono se digieren por la presencia de la saliva y las grasas por la lipasa regurgitada desde el duodeno. La actuación del estómago se regula por el sistema nervioso y endocrino. La espera o presencia de alimento estimulan el movimiento de las paredes del estómago y la secreción de jugo gástrico. Cuando el alimento proteico llega al estómago se genera la hormona gastrina que es liberada al torrente sanguíneo y cuando llega al estómago hace aumentar sus movimientos y secreción. Por la acción mecánica del peristaltismo y la acción química del ClH y las hormonas el alimento se transforma en una masa semilíquida que se transporta mediante peristaltismo hacia el píloro, esfínter que separa el estómago del duodeno (1ª parte del intestino delgado).
En el duodeno se completa la fragmentación del alimento y las moléculas resultantes de la digestión bucal, estomacal e intestinal son absorbidas a través de la pared intestinal y pasan al torrente circulatorio. La pared del intestino delgado está muy plegada con numerosos salientes en forma de dedo llamadas vellosidades intestinales que a su vez forman pliegues llamados microvellosidades.
La digestión química del intestino delgado se realiza por las enzimas presentes en el jugo intestinal, en el jugo pancreático (líquido alcalino que neutraliza el ácido estomacal) y por la acción de la bilis hepática (producida en el hígado y almacenada en la vesícula). La bilis contiene una mezcla de sales que emulsionan las grasas en pequeñas gotitas para favorecer la acción de las enzimas. La bilis también contiene bicarbonato sódico que ayuda al jugo pancreático a neutralizar la acidez del líquido estomacal. Esto es muy importante ya que las enzimas intestinales actúan a ph 7 y 8 y serían neutralizadas por el ácido. La solución alimenticia no deja de moverse y mezclarse con los jugos intestinales gracias al peristaltismo intestinal.
Las amilasas pancreáticas prosiguen la degradación del almidón, iniciada en la boca, en disacáridos. Las lipasas hidrolizan (rompen las moléculas por incorporación de agua) las grasas a glicerina y ácidos grasos. Las proteínas se degradan por un grupo de enzimas conocidas genéricamente por proteinasas que las escinden a polipéptidos las peptidasas escinden los polipéptidos en aminoácidos.
La actividad digestiva del intestino delgado se regula por hormonas y el sistema nervioso autónomo. En presencia del jugo gástrico ácido, el duodeno libera secretina que estimula el páncreas y el hígado a segregar sus jugos alcalinos. Las grasas y los ácidos grasos estimulan la producción de otra hormona: la colecistocinina que estimula la liberación de enzimas pancreáticas y el vaciado de la vesícula biliar. La estimulación o inhibición de las fibras nerviosas parasimpáticas provocan o disminuyen respectivamente las contracciones intestinales.

9.- ABSORCIÓN INTESTINAL
Cuando se ha completado la digestión el intestino contiene agua y sales minerales disueltas, monosacáridos, aminoácidos, ácidos grasos, glicerina y vitaminas. Además hay gotitas de grasa y materiales no digeridos o indigeribles como la celulosa.
La agitación peristáltica pone en contacto el alimento digerido con las vellosidades y microvellosidades intestinales favoreciendo el proceso de absorción o transferencia de los nutrientes a la sangre y la linfa circundantes. Algunas sustancias como el alcohol y algunas medicinas son absorbidas directamente por la pared estomacal.
Los monosacáridos son absorbidos por difusión y por transporte activo. Los dipéptidos y aminoácidos por transporte activo. Estas moléculas pasan a la sangre a través de los capilares de las vellosidades que van a parar a la vena porta hepática que conduce al hígado.
Los ácidos grasos demolécula pequeña también pasan a los capilares; pero los de molécula grande –formando quilomicrones- y el colesterol –formando lipoproteínas de baja densidad (LDL)- debido a su mayor tamaño no atraviesan los capilares sanguíneos pasando a los capilares linfáticos del intestino llamados quilíferos. Estos capilares forman un gran canal que desemboca en una vena a nivel del hombro izquierdo pasando a la sangre. En la sangre los quilomicrones son desintegrados gradualmente. Las partículas de LDL pasan a las células hepáticas donde se almacena el colesterol o son secretadas en la bilis o enviadas a otras células.

9.1.- EL HÍGADO
La vena porta se divide en multitud de pequeñas venas que facilitan la transferencia de las sustancias transportadas por la sangre a las células hepáticas que someten los nutrientes a transformaciones químicas y son devueltos a la sangre. Toda la sangre sale del hígado por la vena hepática cargada de alimento elaborado.
El hígado almacena y libera hidratos de carbono favoreciendo un aporte continuo de energía a las células (nivel de glucosa constante en sangre). El hígado convierte metabólicamente algunos monosacáridos en glucógeno y grasa.
El glucógeno almacenado en el hígado puede cubrir las necesidades energéticas del cuerpo por unas cuatro horas. La grasa se almacena en adipocitos que también pueden sintetizar grasa a partir de la glucosa. El hígado convierte en glucosa los aminoácidos que no pueden ser almacenados. Toda la glucosa que no pasa a la circulación sanguínea se almacena en glucógeno.
El nivel de glucosa en sangre se regula hormonalmente por el páncreas que produce insulina y glucagón, hormonas de acción antagónica que determinan el paso de glucosa a glucógeno y viceversa.
El hígado procesa aminoácidos enviándolos a la sangre y degrada otros transformándolos en urea que será excretada por los riñones. Fabrica proteínas plasmáticas. Es también fuente principal de las lipoproteínas del plasma, incluyendo los LDL y HDL que transportan colesterol, grasas y otras sustancias insolubles en agua.
Almacena vitaminas solubles en grasas (A,B,E). Produce bilis hepática que se almacena en la vesícula. Degrada la hemoglobina de los glóbulos rojos muertos o dañados a bilirrubina, pigmento amarillo liberado a través de la bilis y excretado por el tubo intestinal. Degrada una gran variedad de sustancias extrañas como el alcohol.

10.- EL INTESTINO GRUESO
Los materiales no absorbidos en el intestino delgado continúan su camino hacia el intestino grueso por movimientos peristálticos. La absorción de agua, sodio y otros minerales, en su mayor parte en el intestino delgado, continua en el grueso.
Durante la digestión entran en el estómago e intestino grandes cantidades de agua, unos 7 litros, en alimentos, líquidos ingeridos, secreciones digestivas o por ósmosis desde los líquidos corporales. Los animales han desarrollado mecanismos de absorción de agua principalmente en el riñón pero también en el colon. Durante las 10 ó 12 horas que permanece el alimento en el intestino grueso se absorbe agua y elementos inorgánicos.
El intestino grueso alberga bacterias simbióticas que degradan parte de las sustancias no digeridas. De la actividad bacteriana se producen por síntesis aminoácidos y vitaminas, sobre todo la K, que pasan algunas al torrente sanguíneo.
Después de pasar por el intestino grueso quedan fibras duras, cartílagos y fragmentos de celulosa suspendidos en cantidades reducidas de agua. La fibra hace que los desechos adquieran suficiente volumen para estimular los movimientos peristálticos. Mezclados con esto hay pigmentos biliares, excreciones del colon, bacterias y producto de su actividad. Las heces se mezclan con el mucus que producen las glándulas de las paredes del intestino grueso con el fin de lubricarlas hasta que son expulsadas por el ano.

11.- PROCESOS METABÓLICOS DE LAS CÉLULAS
La célula transforma energía (química o solar) en cinética, térmica o lumínica. La estructura de la biosfera está determinada por los intercambios de energía entre los organismos que la integran.
Se admite que el universo es un sistema cerrado. La tierra no lo es ya que recibe energía del sol fundamental para mantener la vida; todo esto gracias a los organismos fotosintéticos que utilizan la energía del sol para sintetizar moléculas de mayor tamaño (azúcares) a partir de moléculas pequeñas (agua y dióxido de carbono). La energía lumínica se almacena en los enlaces químicos de los azúcares
El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas de síntesis y degradación con intercambio de energía. El anabolismo es el conjunto de reacciones químicas de los procesos de síntesis con gasto energético. El catabolismo es el conjunto de reacciones de ruptura de moléculas de mayor tamaño con liberación de energía.
El catabolismo tiene dos propósitos:
· liberar la energía necesaria para los procesos anabólicos y otros trabajos de la célula
· suministrar la materia prima necesaria para los procesos anabólicos.
Anabolismo y catabolismo suministran a la célula, a través de procesos de síntesis y degradación, los materiales que forman su estructura, materiales de almacén y reserva energética y la energía necesaria para sus fines vitales.
Para el metabolismo deben reaccionar (chocar) unas y otras moléculas venciendo la repulsión que produce su capa de electrones. La fuerza de choque depende de su energía cinética y de la de las moléculas de la célula es moderada. Así las reacciones químicas no se harían o serían muy lentas.
La existencia de enzimas que forman asociación pasajera con las moléculas reaccionantes facilitan esta reacción. El catalizador permanece intacto y se puede reutilizar. Gracias a las enzimas las células desarrollan reacciones rápidas y, comparativamente, a baja temperatura.

12.- EL ATP
El anabolismo y catabolismo están acoplados a través de un transportador de energía química: el ATP.
El ATP (adenosin trifosfato) es un nucleósido formado por una base nitrogenada (adenina), una pentosa (ribosa) y grupos fosfato. El ATP almacena en los enlaces de sus grupos fosfato la energía liberada en las reacciones metabólicas. La hidrólisis del ATP libera fosfato inorgánico y una gran cantidad de energía aprovechable pasando a ser ADP (adenosin difosfato). También el ADP puede pasar a AMP (adenosin monofosfato) y liberar energía.
El AMP y ADP captando energía pueden incorporar grupos fosfato y pasar a ADP y ATP respectivamente, almacenando así energía.
Por la hidrólisis de ATP se pueden sintetizar polimeros como los polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos, se pueden realizar reacciones de transporte activo de moléculas a través de la membrana celular y reacciones que generan movimiento.

13.- REACCIONES CATABÓLICAS

Las pequeñas moléculas resultado de la digestión (monosacáridos, aminoácidos, ácidos grasos y glicerina) van por la sangre y penetran en las células, primero en el citoplasma y luego en las mitocondrias siendo degradadas totalmente a CO2 y H2O con liberación de energía que impulsa la síntesis de ATP.
En el citosol citoplasmático se da la glucólisis, proceso por el cual la glucosa es degradada anaeróbicamente (sin oxígeno) a dos moléculas de ácido pirúvico ( de tres carbonos), dando también dos moléculas de ATP.
La segunda fase del catabolismo es la respiración mitocondrial: el ácido pirúvico entra en la mitocondria para su completa oxidación. Esta fase también se llama catabolismo oxidativo. En las mitocondrias el ácido pirúvico se transforma primero en acetil coenzima A (acetil CoA). Esta coenzima es no proteíca como todas pero asociada a una enzima la convierten en su forma activa (muchas vitaminas son transformadas en coenzimas). El acetil CoA sufre unas reacciones que transcurren en dos partes: el ciclo de krebs o del ácido cítrico y la cadena transportadora de electrones,produciéndose CO2, H2O y una gran cantidad de ATP.
Diferentes coenzimas funcionan en este proceso como aceptadoras de electrones que se producen en le ciclo de krebs y los transfieren a la cadena transportadora de electrones en la que estos van cediendo energía para formar ATP. Al final de esta cadena los electrones se unen a protones, se combinan con oxígeno y se forma agua.
Por cada molécula de glucosa se producen 2 ATP glucólisis y 36 ATP en las mitocondrias.
Todas las reacciones catabólicas confluyen en el ciclo de krebs; la combustión de grasas también produce acetil CoA; el catabolismo de los aminoácidos también proporciona ácido pirúvico y acetil CoA que penetra en el ciclo del ácido cítrico.
En los organismos anaerobios, la ausencia de oxigeno impide la degradación oxidativa completa del ácido pirúvico. En este caso en lugar de entrar a las mitocondrias, el ácido pirúvico se ve sometido a fermentación alcohólica (etanol + CO2) realizada por levaduras o a fermentación láctica (ácido láctico) realizada por microorganismos y también por las células musculares sometidas a intensa actividad (por mucho que respiremos el oxígeno no es suficiente para degradar el ácido pirúvico que es degradado a ácido láctico). El ácido láctico acumulado en el músculo produce sensación de fatiga muscular y su posible cristalización produce las agujetas. El rendimiento energético de la fermentación es mucho menor que en las reacciones aeróbicas.

13.1.- REACCIONES DE SÍNTESIS O ANABOLISMO
Anabolismo es el conjunto de reacciones de biosíntesis en las que a partir de moléculas pequeñas se forman las moléculas más grandes y complejas que forman un organismo.
La energía acumulada en el ATP del catabolismo es la empleada en las reacciones anabólicas o de síntesis. Además muchos monómeros necesarios para la síntesis anabólica de polímeros son proporcionados en las reacciones catabólicas de carbohidratos, grasas y proteínas.
El catabolismo y anabolismo están acoplados a través de sistemas enzimáticos que permiten la transferencia de energía.
Las principales macromoléculas sintetizadas son proteínas, polisacáridos y polinucleótidos (ADN y ARN). Estas reacciones de síntesis son de deshidratación, pérdida de agua y consumo de energía proporcionada por desfoforilización de ATP.
Los polisacáridos sintetizados (principalmente glucógeno), son utilizados como reserva energética, en los vertebrados principalmente en el hígado y los músculos.
Cuando el nivel de glucosa es elevado en la sangre, la insulina (producida por el páncreas) estimula la síntesis hepática de glucógeno. Cuando el nivel es bajo, el páncreas libera glucagón que estimula al hígado a que hidrolice glucógeno a glucosa que pasa al torrente sanguíneo.
La síntesis de grasas (triglicéridos o acilglicéridos) viene de una molécula de glicerol y tres ácidos grasos. Los fosfolípidos, fundamentales en las estructuras membranosas, se sintetizan a partir de una molécula de glicerol, dos de ácidos grasos y un grupo fosfato. Los glucolípidos, también presentes en la membrana celular, se sintetizan de glicerol, dos ácidos grasos y un carbohidrato.
Las proteínas, polimeros de aminoácidos o polipéptidos, se sintetizan en los ribosomas celulares.
La síntesis anabólica de ácidos nucleicos supone reacciones de polimerización de nucleótidos que resultan a su vez de la síntesis de pentosa, grupo fosfato y la base nitrogenada.

14.- REGULACIÓN DEL METABOLISMO
La célula controla las cantidades de productos sintetizados regulando temporalmente la presencia y cantidad de enzimas que catalizan estos procesos.
Este proceso de inhibición enzimática se llama de regulación por retroalimentación o feedback y es temporal y reversible.
Ante intensa actividad los hepatocitos (células hepáticas), metabolizan el ácido láctico, producido en el músculo por fermentación, que se transforma de nuevo en glucosa.
TEMA 7 RESPIRACIÓN Y CIRCULACION

1.- FISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN
El intercambio gaseoso ocurre por difusión (movimiento de partículas de una región de mayor concentración a la menor). Al hablar de gases se habla de presión, no de concentración.
El oxígeno está en el aire a una presión del 21%, presión a la que se disuelve en el agua y a la que el aire pasa por difusión al cuerpo de los organismos terrestres.
La piel, bronquios, traqueas o pulmones (según animales), constituyen una superficie respiratoria a través de la cual se difunde oxígeno hacia dentro y dióxido de carbono hacia fuera. Este intercambio de gases se produce entre el ambiente externo y los líquidos que circulan por el cuerpo y entre éstos y las células de los tejidos.
El oxígeno entra en las células por difusión, participa en las reacciones de oxidación de los compuestos orgánicos, procesos en los que se produce CO2 que se difunde fuera de la célula.
Sin embargo solo por difusión el oxígeno no llegaría a todas las células desde los pulmones. El sistema circulatorio permite el transporte de los gases a las células.
Las branquias y pulmones presentan grandes superficies para facilitar el intercambio gaseoso, además de presentar una abundante irrigación sanguínea.
Los pulmones al ser cavidades internas pueden mantener húmedas las superficies respiratorias sin que se evapore demasiada agua. En reptiles, aves y mamíferos el aire entra y sale de los pulmones gracias a cambios de tamaño producidos por movimientos musculares.
El proceso respiratorio tiene cuatro etapas:
1- movimiento del oxígeno hasta la superficie de intercambio (membrana húmeda con capilares)
2- difusión del oxígeno a la sangre a través de esa membrana
3- movimiento del oxígeno hacia los tejidos donde será utilizado metabólicamente
4- difusión del oxígeno desde la sangre a las células de los tejidos.
El CO2 producido en las células lleva el proceso a la inversa.

2.- LA RESPIRACIÓN EN EL HOMBRE
El aparato respiratorio humano está formado por nariz y boca, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones. La inspiración y espiración se suele realizar por la nariz. Las células que tapizan las cavidades nasales poseen pelos y cilios que capturan polvo y partículas extrañas; además las fosas nasales están muy irrigadas con lo que calientan el aire.
El aire se calienta y limpia en la nariz de donde pasa a la faringe, laringe –con cuerdas vocales- y a la tráquea reforzada con anillos cartilaginosos que impiden su colapso en la inspiración. De la tráquea pasa a los bronquios que se subdividen ramificándose en conductos cada vez más pequeños (bronquiolos) que terminan en los alvéolos con forma de saco entre 0,1 y 0,2 mm de diámetro. Los alvéolos tienen unas paredes muy finas rodeadas por numerosos capilares, ambas cosas facilitan la difusión.
Traquea, bronquios, y bronquiolos están tapizados por células epiteliales secretoras de mucus y ciliadas. El mucus reviste al sistema respiratorio y captura partículas extrañas (los alvéolos son muy finos), los cilios llevan el mucus y las partículas extrañas hacia la faringe donde son deglutidos.
El pulmón izquierdo humano es un poco más pequeño que el derecho por dejar sitio al corazón. Los pulmones tienen unos 300 millones de alvéolos que suponen unos 70 m2 de superficie respiratoria (40 veces más que la superficie corporal). Los pulmones están rodeados por la pleura, fina membrana que segrega un líquido lubricante que permite el suave movimiento de los pulmones en la caja torácica. La inflamación de la pleura (pleuritis) produce excesiva secreción que da problemas respiratorios.

3.- COMO RESPIRAMOS
Cuando la presión alveolar es mayor que el ambiente, el aire sale de los pulmones (espiración). Cuando es menor se produce la inspiración.
La presión en los pulmones varía con los cambios de volumen de la caja torácica que se producen por contracción o relajación del diafragma y los músculos intercostales. En la inspiración