Fenómenos termodinámicos

FENÓMENO HOMEOSTÁTICOS DE REGULACIÓN DEL CUERPO HUMANO

La regulación del volumen, la composición de los líquidos corporales y el control de su distribución en el cuerpo, además del balance del pH de los líquidos corporales, son cruciales para el mantenimiento de la homeostasis y el estado general de salud.

Un ejemplo lo constituye la exposición al sol por parte de un deportista. La incidencia de radicación solar sobre el organismo origina un aumento en la temperatura corporal que es inmediatamente contrarrestada a través de la exudación. En este proceso la vaporización de líquidos origina enfriamiento y regulación térmica.

Tomado del libro de Principios de anatomía y fisiología de (Gerard J. Tortora) 

TEMPERATURA

La temperatura  es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio, frío que puede ser medida, específicamente, con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.

Tomado de Wikipedia

TEMPERATURA DEL CUERPO HUMANO:

La temperatura del cuerpo humano suele oscilar en torno a los 37º C, el principal objetivo del sistema de termorregulación del organismo es mantener esta temperatura lo más estable posible. El buen funcionamiento del sistema termorregulador es fundamental, especialmente cuando se unen ejercicio físico y calor ambiental, ya que la unión de ambos factores aumenta de una manera muy importante la producción de calor y una termorregulación deficiente puede conducir incluso a la muerte. La regulación de la temperatura está controlada por el hipotálamo, el cual a través de termorreceptores dispuestos en diferentes partes del cuerpo (sobre todo en la piel) recibe la información de la temperatura corporal. Posteriormente el hipotálamo, como si de un termostato se tratara, analiza estas informaciones recibidas y acciona los mecanismos necesarios o bien para perder calor, o bien para mantener la temperatura. Cuando realizamos ejercicio estamos produciendo una gran cantidad de calor, proveniente de los procesos de consecución de energía, tanto aeróbicos, como anaeróbicos. Existen diferentes procesos físicos que se relacionan directamente con el equilibrio entre producción y eliminación de calor, entre los cuales cabe destacar la evaporación, radiación y sudoración.

Tomado del libro de Principios de anatomía y fisiología de (Gerard J. Tortora) 

RADIACIÓN

El cuerpo humano absorbe casi toda la radiación que recae sobre él, por ejemplo, en el caso del sol, es como si nuestro cuerpo fuese un "cuerpo negro" que recoge todo el calor proveniente del mismo. Para evitar este proceso de absorción de calor del exterior, debemos tener en cuenta la importancia de utilizar ropas de tejidos ligeros, así como de colores claros que harán que la radiación sea menor.

EVAPORACIÓN

Al pasar un cuerpo de estado líquido a gaseoso se produce una absorción de calor durante el proceso. La evaporación se produce a través de la sudoración y de la respiración. En caso de la sudoración, cuando la humedad es muy alta, encontramos que la evaporación del sudor se enlentece y por lo tanto la pérdida de calor es más deficiente.

SUDORACIÓN

En el momento en el cual la temperatura ambiental es mayor que la temperatura de la piel, el gradiente o diferencia entre la temperatura es negativo, por lo que el cuerpo tenderá a ganar calor. En este caso, el único medio utilizado para perder calor es la evaporación del sudor. La sudoración es muy importante para mantener constante la temperatura durante el ejercicio realizado a alta temperatura, pero una alta tasa de sudoración puede tener consecuencias negativas. En primer lugar, la tasa de sudoración puede alcanzar hasta los 2 l/h, lo cual, se relaciona con una pérdida importante de agua y la consecuente deshidratación, que conllevará un aumento de la viscosidad de la sangre provocando un descenso del volumen sistólico.
Otra consecuencia de una elevada tasa de sudoración durante períodos de tiempo prolongados, puede ser el descenso de la producción de orina. Durante una sudoración excesiva se observan alteraciones en el funcionamiento del riñón, detectándose una disminución de la filtración glomerular y un aumento de la reabsorción de agua y sodio. Todos estos procesos se ponen en funcionamiento como respuesta al descenso del volumen.

Tomado del libro de Principios de anatomía y fisiología de (Gerard J. Tortora) 

REGULACIÓN DEL CALOR EN LOS ANIMALES.

·         Los endodermos, como aves y mamíferos, usan el calor metabólico para mantener una temperatura interna estable, que generalmente es diferente a la ambiental.

·         Los ectotermos, como las lagartijas y las serpientes, no usan calor metabólico para mantener su temperatura corporal, sino que adoptan la temperatura del ambiente.

PROCESO DE ALIMENTACIÓN

En el sistema digestivo ocurre una serie de procesos que modifican el alimento que ingresa al organismo. Mediante esos procesos, el alimento se transforma física y químicamente. Los alimentos, en su mayoría formados por moléculas complejas, se transforman o degradan en otras más sencillas y pequeñas, condición de importancia para su absorción.

Tomado del libro de Principios de anatomía y fisiología de (Gerard J. Tortora) 

Dentro del sistema digestivo, la secuencia de procesos que transforman los alimentos es la siguiente:

1.      Ingestión: proceso de incorporación de alimentos a través de la boca.

2.      Digestión: serie de procesos que ocurre en diversos órganos del sistema digestivo y que transforman los alimentos. Comprende dos tipos de transformaciones:

                                I.            Transformación física: fragmenta los alimentos en porciones más pequeñas a través de la masticación en la boca y de los movimientos peristálticos a lo largo del tubo digestivo.

                             II.            Transformación química: en la boca, estómago e intestino delgado las enzimas digestivas desdoblan el alimento transformándolo en moléculas más sencillas. 

3.      Absorción: los nutrientes representados por moléculas sencillas pasan del sistema digestivo a la sangre para ser distribuidos a todo el cuerpo.

4.      Egestión: es el proceso a través del cual se expulsan los desechos de la digestión como materia fecal hacia el exterior.

ESTRATEGIAS METABÓLICAS DE LOS SERES VIVOS

CATABOLISMO

Es el conjunto de reacciones metabólicas que tienen por objeto obtener energía a partir de compuestos orgánicos complejos que se transforman en otros más sencillos.

La respiración celular aerobia y las fermentaciones son las vías catabólicas más corrientes para la obtención de la energía contenida en las sustancias orgánicas. Ambas vías, no obstante, tienen una primera fase común: la glucólisis. Otras vías catabólicas son, la beta-oxidación de los ácidos grasos, el ciclo de Krebs, la fermentación láctica, la fermentación acética etc

Fases del catabolismo:

• Fase I, fase inicial o preparatoria en ella las grandes moléculas de los elementos nutritivos se degradan hasta liberar sus principales componentes (los polisacáridos se degradan en monosacáridos; los lípidos a ác. grasos y glicerina, y las proteínas liberan sus aminoácidos).

• Fase II o fase intermedia, en ella los diversos productos formados en la fase I, son convertidos en una misma moléculas, más sencillas el Acetil-coenzima A (acetil CoA).

• Fase III o fase final, en la que el acetil -CoA (se incorpora al ciclo de Krebs) da lugar a moléculas elementales CO2  y H2O.

De estas tres fases, la intermedia y la final son comunes para todos los principios inmediatos orgánicos, glúcidos, lípidos y proteínas.

Existen dos tipos de catabolismos según sea el aceptor final de electrones:

• Fermentación:Si se degrada a un compuesto todavía orgánico pero más sencillo. En ella tanto el aceptor final de electrones es un compuestos orgánicos.

•Respiración celular. Si la degradación del compuesto orgánico es hasta CO2 y H2O. El aceptor final de electrones es una sustancia inorgánica.

§Respiración aerobia, se necesita oxígeno.

§Respiración anaerobia, no necesita oxígeno

ANABOLISMO

El anabolismo representa la parte constructiva del metabolismo, consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas, con el consiguiente gasto de energía, tomada de los ATP producidos durante las fases catabólicas.

Estas moléculas sintetizadas pueden:

▪ Formar parte de la propia estructura de la célula.

▪ Ser almacenadas para su posterior utilización como fuente de energía.

▪ Ser exportadas al exterior de la célula.

El anabolismo representa la parte constructiva del metabolismo, en la que el organismo fabrica sus biomoléculas propias. Se distinguen dos tipos principales:

-anabolismo heterótrofo consiste en la fabricación de M.O. propia a partir de M.O. capturada de otros seres vivos. Lo llevan a cabo muchos organismos: la mayoría de las bacterias, los hongos, muchos protistas y los animales.

-anabolismo autótrofo consiste en la fabricación de M.O. propia a partir de materia inorgánica y una fuente de energía. A su vez presenta dos tipos:

a) quimio síntesis utiliza como fuente de energía ciertas reacciones de óxido-reducción de materia inorgánica. La realizan algunos grupos de bacterias (bacterias del Fe, del H,...).

b) fotosíntesis utiliza la luz solar como fuente de energía. También presenta distintos tipos, la anoxigénica, que no desprende O2 (la que realizan las bacterias púrpuras fotosintéticas, en la que el H2S cede los e-y se desprende S elemental), y la oxigénica (que realizan las cianobacterias y los vegetales, en la que el H2O cede los e- y se desprende O2).