La respiració cel·lular, la respiració en animals i l'aparell circulatori

LA DIGESTIÓ DEL ANIMALS

 La respiració cel·lular és un conjunt de reaccions metabòliqües en què els nutrients orgànics (glucosa i àcids grassos) són oxidats en presència d’oxigen per formar energia, aigua i diòxid de carboni.

L’energia dels nutrients s’empra per sintetizar ATP (ric en energia) a partir d’ADP i P.

La respiració cel·lular és un procés aeròbic (consum oxigen), el qual agafa els electrons alliberats a les reaccions d’oxidació, i es forma aigua.

Glicòlisi: Té lloc a al citosol. La glucosa es transforma en àcid pirúvic, que entra al mitocondri i es transforma en àcid acètic.

Cicle de Krebs: L’àcid acètic s’oxida i es transforma en CO2. Té lloc a la matriu mitocondrial.

Transport d’electrons: Provenen de les oxidacions del cicle de Krebs. Són transportats fins a l’oxigen per la cadena respiratòria (proteïnes transportadores de la membrana interna del mitocondri). Es forma aigua.

Fosforilació oxidativa: És la síntesi d’ATP a la membrana interna del mitocondri. S’utilitza l’energia alliberada en el transport d’electrons en la cadena respiratòria.

La respiració cel·lular implica l’entrada d’oxigen i la sortida de diòxid de carboni, és a dir, un intercanvi de gasos a través de la membrana plasmàtica de la cèl·lula.

4.1. Les superfícies respiratòries i l’aparell respiratori

En els animals unicel·lulars (protozous) i en els pluricel·lulars molt petits o de parets poc gruixades (esponges, meduses, pòlips i platihelmints) aquest intercanvi es produeix per simple difusió.  Però els animals amb estructures més complexes disposen d’unes estructures que faciliten l’intercanvi de gasos amb l’exterior, un aparell respiratori. Aquest intercanvi és la respiració externa.

S’obren a l’exterior per uns orificis, anomenats espiracles, que en els animals menys evolucionats estan sempre oberts, però solen tenir unes vàlvules per evitar la desecació.

Respiració branquial

Externes. Són expansions que es projecten fora del cos de l’animal. Es presenten en cucs poliquets, crustacis i en larves de peixos, amfibis. Tenen diferents formes: filamentoses, laminars o arborescents. Són fràgils,  entorpeixen la locomoció i atreuen als depredadors.

Internes. Estan allotjades en una cavitat interna comunicada amb l’exterior i necessiten sistemes de ventilació (cilis, sifons, moviments brànquies,...)

Brànquies externes

Pulmons de difusió. Són unes cavitats sense sistema de ventilació, i es comuniquen amb l’exterior per un orifici sempre obert, el pneumostoma. Es troba als gasteròpodes terrestres.

Pulmons de ventilació. Són òrgans parells amb mecanisme de ventilació. La seva comunicació amb l’exterior se fa a través de conductes de ventilació (tràquees i bronquis).

• Pulmons de difusió. Són unes cavitats sense sistema de ventilació, i es comuniquen amb l’exterior per un orifici sempre obert, el pneumostoma. Es troba als gasteròpodes terrestres.

• Pulmons de ventilació. Són òrgans parells amb mecanisme de ventilació. La seva comunicació amb l’exterior se fa a través de conductes de ventilació (tràquees i bronquis).

De tots els cucs, només els anèl·lids tenen aparell respiratori

5.2. La respiració en mol·luscs

La major part dels mol·luscs aquàtics tenen respiració branquial amb brànquies internes a la cavitat palial (cavitat buida on desemboquen el tub digestiu, reproductor i excretor).

Per facilitar el moviment de l’aigua cap a les brànquies tenen diverses estructures. Els gasteròpodes marins i lamel·libranquis tenen cilis, i els cefalòpodes un sifó.

6.1. La respiració en peixos

En els condrictis o peixos cartilaginosos (taurons, rajades) les brànquies es comuniquen directament amb l’exterior mitjançant cinc fenedures branquials. La paret que hi ha entre dues fenedures s’anomena septe interbranquial i està entapissat per brànquies. L’aigua entra per la boca i pels espiracles, banya les brànquies i surt per les fenedures.

En els osteïctis o peixos ossis (lluç,…), les brànquies de cada costat es troben dins una  cambra branquial,  protegides per un opercle. La ventilació s’aconsegueix gràcies als moviments de l’opercle. L’aigua entra per la boca, banya les brànquies i surt pels opercles.

    Quan entra aigua per la boca l’opercle està   tancat, i quan s’obre l’opercle, la boca es tanca.

Intercanvi de gasos

Entre l’aire inspirat dels alvèols i la sang que circula pels capil·lars que els envolten es produeix un intercanvi de gasos per difusió simple.

L’aire alveolar inspirat té més oxigen que la sang dels capil·lars que prové dels teixits, ja que es consumeix en la respiraci´ó cel·lular. Per tant, l’oxigen tendeix a entrar al capil·lar i passar a la sang per unir-se a l’hemoglobina.

El diòxid de carboni s’allibera a les cèl·lules com a producte de la respiració cel·lular i passa a la sang. L’aire dels alvèols té menys diòxid de carboni que la sang dels alvèols, per la qual cosa passa de la sang als alvèols i en l’expiració surt.

L’APARELL CIRCULATORI

Poden ser de dos tipus:

Sistemes de transport no especialitzats: No hi ha aparell circulatori. Les substàncies es dispersen en el líquid intersticial i per difusió arriben a les altres cèl·lules. És un transport directe. Ex. Esponges, cnidaris i platihelmints.

Sistemes de transport especialitzats: Intervé un aparell circulatori. La resta d’animals necessiten un medi circulant per fer arribar els nutrients a les cèl·lules.

pigments respiratoris:Hemoglobina,hemocianina,Hemeritrina, Clorocruorina

Els principals líquids de transport són:

Hidrolimfa. És el medi circulant dels equinoderms. Conté bàsicament aigua de mar i i unes cèl·lules fagocitàries. No transporta gasos respiratoris.

Hemolimfa. És el medi intern dels anèl·lids, mol·luscs i artròpodes. Té amebòcits (funció defensiva) i pot tenir pigments respiratoris (hemocianina en mol·luscs, crustacis i alguns aràcnids). Els insectes no tenen pigments respiratoris.

Sang. És el medi intern circulant dels vertebrats i tenen  hemoglobina com a pigment respiratori en els eritròcits. Els anèl·lids poden tenir hemoglobina, hemeritrina o clorocluorina.

Limfa. Exclusiva dels vertebrats. Es forma a partir dels líquids intersticials recollits pels vasos limfàtics. Hi predominen els lípids. Acaba desembocant a l’aparell circulatori sanguini.

Segons el tipus de circulació, hi ha dos tipus d’aparells circulatoris: els simples i els composts.

Circulació simple. El circuit és únic i la sang passa una sola vegada pel cor en fer una volta completa a través del cos.

Circulació doble. El circuit és doble i la sang passa dues vegades pel cos recorrent els dos circuits: el curt o pulmonar i el més gran o sistèmic. Segons si es barreja la sang dels dos circuits o no, la circulació doble pot ser incompleta, si es barreja sang rica en oxigen i sang pobra en oxigen, perquè el cor només té un ventricle, o completa, si no es barregen, ja que el cor té dos ventricles completament separats.

Tubulars. Són eixamplaments dels vasos, especialitzats en contreure i afavorir la circulació. Hi sol haver vàlvules que obliguen al líquid circulant a moure’s en un sentit concret i no en un altre. Són cors tubulars, per exemple, els dels artròpodes i els dels anèl·lids. 

Septats. Òrgan musculat que es divideix en cavitats, aurícules i ventricles, separades per vàlvules que impedeixen el retrocés de la sang. Es diferencien segons el nombre de cavitats i en el grau de separació entre la sang pobra en oxigen i la sang rica en oxigen.

• Diàstole general: El cor està relaxat i es crea una pressió negativa al’interior, que fa que entri sang a les aurícules. La sang desoxigenada entra en l’aurícula dreta per les venes caves. La sang oxigenada entra en l’aurícula esquerra per les venes pulmonars.

• Sístole auricular: És la contracció de les aurícules. S’obrin les vàlvules mitral i tricúspide i la sang passa de les aurícules als ventricles.

     ·Sístole ventricular: Quan la sang arriba als ventricles aquests es contrauen. Les vàlvules mitral i tricúspide es tanquen. Les vàlvules sigmoides s’obrin i la sang passa a les artèries aorta i pulmonar.