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Intercambio de Gases
 

Intercambio de Gases

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Trata sobre la respiración externa en organismos multicelulares. Versión 1.5

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  • Hemoglobin is a remarkable molecular machine that uses motion and small structural changes to regulate its action. Oxygen binding at the four heme sites in hemoglobin does not happen simultaneously. Once the first heme binds oxygen, it introduces small changes in the structure of the corresponding protein chain. These changes nudge the neighboring chains into a different shape, making them bind oxygen more easily. Thus, it is difficult to add the first oxygen molecule, but binding the second, third and fourth oxygen molecules gets progressively easier and easier. This provides a great advantage in hemoglobin function. When blood is in the lungs, where oxygen is plentiful, oxygen easily binds to the first subunit and then quickly fills up the remaining ones. Then, as blood circulates through the body, the oxygen level drops while that of carbon dioxide increases. In this environment, hemoglobin releases its bound oxygen. As soon as the first oxygen molecule drops off, the protein starts changing its shape. This prompts the remaining three oxygens to be quickly released. In this way, hemoglobin picks up the largest possible load of oxygen in the lungs, and delivers all of it where and when needed.
  • Hemoglobin is a remarkable molecular machine that uses motion and small structural changes to regulate its action. Oxygen binding at the four heme sites in hemoglobin does not happen simultaneously. Once the first heme binds oxygen, it introduces small changes in the structure of the corresponding protein chain. These changes nudge the neighboring chains into a different shape, making them bind oxygen more easily. Thus, it is difficult to add the first oxygen molecule, but binding the second, third and fourth oxygen molecules gets progressively easier and easier. This provides a great advantage in hemoglobin function. When blood is in the lungs, where oxygen is plentiful, oxygen easily binds to the first subunit and then quickly fills up the remaining ones. Then, as blood circulates through the body, the oxygen level drops while that of carbon dioxide increases. In this environment, hemoglobin releases its bound oxygen. As soon as the first oxygen molecule drops off, the protein starts changing its shape. This prompts the remaining three oxygens to be quickly released. In this way, hemoglobin picks up the largest possible load of oxygen in the lungs, and delivers all of it where and when needed.
  • Hemoglobin is a remarkable molecular machine that uses motion and small structural changes to regulate its action. Oxygen binding at the four heme sites in hemoglobin does not happen simultaneously. Once the first heme binds oxygen, it introduces small changes in the structure of the corresponding protein chain. These changes nudge the neighboring chains into a different shape, making them bind oxygen more easily. Thus, it is difficult to add the first oxygen molecule, but binding the second, third and fourth oxygen molecules gets progressively easier and easier. This provides a great advantage in hemoglobin function. When blood is in the lungs, where oxygen is plentiful, oxygen easily binds to the first subunit and then quickly fills up the remaining ones. Then, as blood circulates through the body, the oxygen level drops while that of carbon dioxide increases. In this environment, hemoglobin releases its bound oxygen. As soon as the first oxygen molecule drops off, the protein starts changing its shape. This prompts the remaining three oxygens to be quickly released. In this way, hemoglobin picks up the largest possible load of oxygen in the lungs, and delivers all of it where and when needed.

Intercambio de Gases Intercambio de Gases Presentation Transcript

  • Respiración o Intercambio de Gases M en C Rafael Govea Villaseñor Versión 1.5
  • ¿Qué es la Respiración? Es un proceso biológico que intercambia los gases O 2 y CO 2 entre dos compartimientos. Este proceso lo llevan a cabo casi todos los organismos, excepto, diversas bacterias anaerobias exclusivas. El nombre proviene de re- = volver, repetir; espir- = espiración = exhalación y -ción = proceso. M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Para qué se realiza la Respiración? Para: Generar energía libre y realizar trabajo con ella M en C Rafael Govea Villaseñor La conversión de energía de una fuente (los nutrientes celulares, luz o reacciones químicas diversas) a formas metabólicamente útiles (ATP) es una función que realiza cada una de células. No existe ningún tejido, órgano u aparato cuya función sea generar energía libre
  • ¿Cuáles tipos de Respiración hay?
    • Respiración Externa .
    • Respiración Interna .
    • Respiración Celular .
    M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Qué es la Respiración Externa? Un intercambio de gases entre el medio externo y el interno a través del tejido respiratorio. CO 2 O 2 M en C Rafael Govea Villaseñor Alvéolo pulmonar bronquiolo
  • ¿Qué es la Respiración Interna? Es un intercambio de gases entre dos compartimientos del medio interno a través del tejido endotelio que recubre los vasos capilares. Ocurre en animales no pequeños CO 2 O 2 M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Qué es la Respiración celular? Es un intercambio de gases entre el medio medio extracelular y el citosol a través de la membrana plasmática. CO 2 O 2 M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Qué es la Respiración Celular? Es una serie de reacciones bioquímicas que convierten la energía química de monosacáridos, lípidos y aminoácidos en energía libre para realizar trabajo celular almacenada a muy corto plazo en moléculas de ATP. C 6 H 12 O 6 + O 2  CO 2 + H 2 O + Energía (ATP) Para asegurar la producción de energía de acuerdo a la ley de acción de las masas, las células requieren sacar CO 2 y meter O 2 M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Cuáles estructuras llevan a cabo la Respiración?
    • En los organismos unicelulares y multicelulares: la membrana plasmática.
    • En los organismos pluricelulares: Desde tejidos, órganos a aparatos respiratorios, según el modo de vida de los organismos.
    CO 2 O 2 M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Cómo son los epitelios respiratorios en los organismos animales?
    • Extensos . Poseen gran superficie intercambiadora
    • Delgados . El grosor es microscópico.
    • Húmedos . Suelen estar cubiertos de una película acuosa
    • Vascularizados. Subyace a ellos una densa red capilar
    M en C Rafael Govea Villaseñor
  • ¿Cómo respiran los hongos?
      Dado que los hongos son organismos multicelu-lares y eventualmente unicelulares, la respiración ocurre a través de su membrana plasmática
    M en C Rafael Govea Villaseñor CO 2 O 2
  • ¿Cuál es la estructura respiratoria de los hongos?
      Los organismos del reino Fungi intercambian gases a través de su Membrana plasmática
    M en C Rafael Govea Villaseñor CO 2 O 2 Los hongos no necesitan y no poseen aparatos, órganos, ni tejidos respiratorios. Debido a su nivel de organización “Tisular”, su lento metabolismo y su sedentarismo, les basta con el intercambio de gases de su membrana celular
  • ¿Cómo respiran las plantas?
      Las plantas son organismos pluricelulares de nivel “Aparato”. Su respiración ocurre a través de los estomas de la epidermis de las hojas y tallos
    CO 2 O 2 M en C Rafael Govea Villaseñor
  • CO 2 ¿Cuál es la estructura respiratoria de las plantas verdes?
      Los organismos del reino Plantae intercambian gases a través de su Epidermis
    M en C Rafael Govea Villaseñor O 2 Las plantas no necesitan y no poseen ni aparatos, ni órganos respiratorios. Debido a su nivel de organización “Aparato”, su lento metabolismo, su sedentarismo y que suelen desechar O 2 , les basta con el intercambio de gases por los estomas de su epidermis
  • ¿Cómo respiran los animales?
      Puesto que los metazoarios somos organismos pluricelulares y generalmente con nivel de organización “Individuo”, la respiración ocurre a través de distintos tejidos, órganos u aparatos intercambiadores de gases
    M en C Rafael Govea Villaseñor
  • Aparato Respiratorio Cutáneo Intercambia gases entre el exterior y el interior (líquido intercelular) a través de la piel M en C Rafael Govea Villaseñor CO 2 O 2
  • Aparato Respiratorio Traqueolar Intercambia gases entre el exterior y el interior (líquido intercelular) a través de las traqueolas M en C Rafael Govea Villaseñor
  • Aparato Respiratorio Branquial Intercambia gases entre el medio externo y el interno a través del epitelio de las branquias. M en C Rafael Govea Villaseñor branquias
  • Aparato Respiratorio Pulmonar M en C Rafael Govea Villaseñor Intercambia gases entre el medio externo y el interno a través del epitelio alveolar pulmonar.
  • Aparato Respiratorio Pulmonar Los órganos del ARP colaboran haciéndose cargo de distintas funciones para lograr el intercambio de gases M en C Rafael Govea Villaseñor Conduce aire y alimentos Controla la frecuencia ventilatoria Conduce aire Intercambia gases ventilación Conduce aire Evita entrada de alimentos Calienta, humedece y calienta aire Mueven las costillas (ventilación) Fonación ventilación
  • ¿Qué es la Ventilación? La Ventilación ( vent- = viento) Es la corriente de fluido respiratorio (aire o agua) hacia la superficie intercambiadora de gases. M en C Rafael Govea Villaseñor Hay dos tipos de ventilación:
    • Ventilación unidireccional
    • Ventilación Bidireccional
  • ¿Cómo es la Ventilación Unidireccional (branquial)? Es una corriente de agua a través de las branquias donde a contraflujo la sangre intercambia gases. M en C Rafael Govea Villaseñor La boca se abre, la faringe se ensancha aspirando agua. Se cierra la boca y se abre el opérculo. Luego la faringe se adelgaza empujando el agua hacia las cámaras branquiales
  • ¿Cómo es la Ventilación Bidireccional (pulmonar)? Es un flujo alternado de aire (inhalación  exhalación) hacia el interior de los pulmones y luego hacia afuera. Inhalación Exhalación M en C Rafael Govea Villaseñor Caja Toráxica Los músculos levantan las costillas y baja el diafragma aumentando el tamaño de la caja; se aspira aire llenando los pulmones. Luego se relajan los músculos, bajan las costillas y sube el diafragma exprimiendo así los pulmones
  • ¿Qué parte de nuestro cuerpo lleva a cabo la ventilación? M en C Rafael Govea Villaseñor La Caja Toráxica
  • Transporte sanguíneo de Gases En la mayoría de los animales el CO 2 y el O 2 son transportados por la sangre hacia y desde el epitelio respiratorio. Disueltos en el plasma y por la hemoglobina de los eritrocitos M en C Rafael Govea Villaseñor Eritrocitos (llenos de hemoglobina Molécula de hemoglobina
  • Proteínas transportadoras de O 2 Hemoglobina Fe-hemo (cordados) Hemocianina Cu (moluscos y artrópodos) M en C Rafael Govea Villaseñor Clorocruorina Fe-homo (anélidos) Hemoeritrina (priapulidos, braquiópodos y anélidos poliquetos) Mioglobina Fe-hemo (cordados)
  • Transporte sanguíneo de Gases En los cordados terrestres el O 2 del aire inhalado atraviesa el epitelio alveolar, se une a la hemoglobina donde es transportado a todos los tejidos por la sangre. Allí el O 2 es liberado al espacio intercelular de donde lo toman las células atravesando su membrana plasmática. Las mitocondrias producen ATP, H 2 O y CO 2. Este, último es desechado, sale del citoplasma, atraviesa el endotelio de los capilares y es transportado por la sangre hacia el epitelio respiratorio disuelto en el plasma y por la hemoglobina. Allí se sale al aire alveolar y abandona el cuerpo con el aire exhalado. M en C Rafael Govea Villaseñor
  • Fin M en C Rafael Govea Villaseñor Árbol Bronquial