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APARATO RESPIRATORIO,METABOLISMO BASAL.
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TEMA 11. LA UTILIZACIÓN DEL ALIMENTO I.
I.E.S. RICARDO BERNARDO
DEPARTAMENTO BIOLOGÍA-GEOLOGÍA
BELÉN RUIZhttp://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpress.com/1o-bachiller/biologia-1º-bachillerato/
1. LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LOS NUTRIENTES
se produce principalmente por
degradación ENERGÍA SUSTANCIAS DE DESECHO
+NUTRIENTES
CALOR
ATP
RESPIRACIÓN FERMENTACIÓN
se disipa en forma de
se almacena en
son principalmente
OXÍGENO
utiliza no utiliza
se excreta por elAPARATO RESPIRATORIO
APARATO EXCRETORse
eliminan por el
AGUA
CO2
SUSTANCIAS NITROGENADAS
2. RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LOS ALIMENTOS
Los alimentos tienen un aporte calórico propio según el tipo, y la dieta deberá contener la suficiente variedad y cantidad para cubrir las necesidades energéticas del individuo.
El gasto calórico de cada individuo será diferente según sexo, edad y actividad, de forma que cada cual deberá cubrir sus necesidades adecuadamente y mantener así un equilibrio entre el aporte calórico y el consumo, lo que repercutirá en una mejor salud.
¿Cuáles son nuestras necesidades nutricionales?
El valor de METABOLISMO BASAL , que se expresa en kilocalorias ( kcal), no es el
mismo para todos los individuos, pues depende de la masa corporal, la talla, la edad
y el sexo.
Un gramo de grasa produce 9 Kcal
Un gramo de glúcidos produce 3,75 Kcal.
Un gramo de proteínas 4 Kcal.
¿EN QUÉ CONSISTE EL METABOLISMO
BASAL?
¿De qué parámetros depende?.
180 cm
Energía consumida en reposo absoluto, medida a 20ºC, y de
haber estado en ayuna 12 horas o más
Peso
Edad
Estatura (cm)
Incluso cuando estás en reposo o durmiendo tu organismo consume energía.
Esta energía es tu METABOLISMO BASAL
Una caloría es la cantidad de calor que hace falta para que un gramo de agua eleve su temperatura 1ºC
La caloría (cal) es una unidad de medida de energía
1 kilocaloría (kcal) = 1000 calorías
1 cal Equivale a algo más de 4 julios (J):1 cal = 4,186 J
Una bombilla de 60 W
encendida durante 48
horas consume 2500
kcal
el Julio es la unidad de energía en el Sistema Internacional
Una persona con intensa actividad
física puede llegar a consumir 4500
kcal/día
Los alimentos envasados llevan
etiquetas con información nutricional.
Acostúmbrate a leerlas.
Es prácticamente imposible hacer una estimación exacta del gasto energético de una persona, sin embargo la O.M.S. ha calculado que las necesidades energéticas diarias de una persona en edad escolar son de 50 Kcal. por Kg. de peso.
Cuando oigamos decir que un alimento tiene 100 Calorías, en realidad debemos interpretar que dicho alimento tiene 100
kilocalorías por cada 100 gr. de peso. Las dietas de los humanos adultos contienen entre 1000 y 5000 kilocalorías por
día.Por
desgracia, demasiada gente en el
planeta pasa
hambre. No sólo
tienen falta de calorías,
sino también de
proteínas, vitaminas
…
La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación conduce las actividades internacionales encaminadas a erradicar el hambre.
La FAO (O.M.S.) es la sección de la O.N.U. para luchar contra el hambre en el mundo
Otras instituciones, en este caso no gubernamentales (ONGs) intentan luchar contra el hambre.
De forma aproximada, se puede calcular el valor del metabolismo basal diario de la siguiente manera:
Hombres: 66,5 + 13,7 x masa (kg) + 5 x estatura (cm) – 6,7 x años de edadMujeres: 55 + 9,5 x masa (kg) + 4,8 x estatura (cm) – 4,7 x años de edad
Gasto energético total = metabolismo basal + gasto energético diario
En personas con vida sedentaria el gasto
energético total es de unas 2500 kcal/día
En personas con intensa actividad física el gasto
energético puede llegar a unas 4500 kcal/día
Gasto energético según la actividad realizada
Tipo de actividad Gasto
Dormir 0.018
Aseo (lavarse, vestirse, ducharse, peinarse, etc.) 0.050
Barrer 0.050
Pasar el aspirador 0.068
Fregar el suelo 0.065
Limpiar cristales 0.061
Hacer la cama 0.057
Lavar la ropa 0.070
Lavar los platos 0.037
Limpiar zapatos 0.036
Cocinar 0.045
Planchar 0.064
En esta tabla, el gasto de da en Kcal por Kg de peso y por minuto de actividad. O sea que para calcular cuántas calorías se gastan realizando una actividad determinada por cierto tiempo, debes multiplicar tu peso por el tiempo (en minutos) de actividad y por el gasto. Estos valores son para los hombres. Las mujeres deben multiplicar los resultados por 0.9, es decir, consumen 10% menos de energía que los hombres.
Ejemplo: Un hombre de 70 Kg que corre durante 15 minutos quema
70 x 15 x 0.151 = 158.55 caloríasSi se tratase de una mujer, el resultado sería
158.55 x 0.9 = 142.7 caloríasDe esta forma puedes conocer la cantidad de calorías que necesitarás a lo largo de todo el día, sumando las diferentes actividades que realizas habitualmente.
EL METABOLISMO BASAL. LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS DEL ORGANISMOEl metabolismo basal (MB) es la cantidad de energía que necesitamos diariamente para mantener las funciones básicas (circulación, respiración, temperatura corporal, etcétera) cuando estamos en reposo. El metabolismo basal no es fijo, varía con la talla, el peso, la edad, el sexo, etc. Según la FAO (Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, cuyas siglas provienen del inglés Food and Agriculture Organization), para calcular el metabolismo basal, se utilizan las fórmulas que se muestran en la tabla inferior.
10-18 años 19-30 años 31-60 años
Hombres MB = 12,2 x m (kg) + 746 MB = 14,7 x m (kg) + 496MB = 8,7 x m (kg) + 829
Mujeres MB = 17,5 x m (kg) + 651 MB = 15,3 x m (kg) + 679MB = 11,6 x m (kg) + 879
Mediante estas ecuaciones, el metabolismo basal se calcula en función del sexo, la edad y la masa de la persona. Las unidades en que se expresa son kcal/día.A ¿Para qué necesita el organismo la energía cuando está en reposo absoluto? B Calcula el metabolismo basal de:
a) Una mujer de 20 años cuya masa es de 65 kg. MB =
b) Un hombre de 55 años cuya masa es de 75 kg. MB =
c) Calcula tu metabolismo basal. MB =
El metabolismo basal se incrementa con las actividades que se practican en la vida diaria, como caminar, cocinar o ver la televisión. Todas estas actividades consumen energía (kcal). Cuando esta energía se añade al metabolismo basal, se obtienen las necesidades energéticas diarias del organismo, lo que se denomina requerimiento calórico diario (RQD). En la práctica, las necesidades energéticas diarias del organismo (expresadas en kcal/día) se calculan multiplicando el metabolismo basal por un factor que tiene en cuenta el sexo y la actividad física que se realiza, como se muestra en la tabla siguiente:
SEDENTARIA
(ver la televisión,
leer...)
LIGERA
(camareros,
trabajo de taller...)
MODERADA
(tenis, golf…)
INTENSA
(fútbol,
atletismo...)
HOMBRES RQD = MB x 1,2 RQD = MB x 1,56 RQD = MB x 1,78 RQD = MB x 2,1
MUJERES RQD = MB x 1,2 RQD = MB x 1,55 RQD = MB x 1,64 RQD = MB x 1,82
a. Calcula las necesidades energéticas de un hombre de 45 años, que realiza una actividad física intensa y cuya masa es de 80 kg.MB = RQD =
b. Calcula tus necesidades energéticas diarias suponiendo que realizas una actividad física moderada.MB = RQD =
c. Una vez conocida la energía total que una persona necesita, se debe recordar que el 60% de esta la tienen que proporcionar los glúcidos; el 30%, los lípidos, y el 10%, las proteínas. ¿Qué cantidad de energía deben aportar los glúcidos, los lípidos y las proteínas para la persona del apartado a?
NECESIDADES ENERGÉTICAS (kcal/día)
GLÚCIDOS
LÍPIDOS
PROTEÍNAS
RESULTADOSRESULTADOS
http://www.dietas.net/tablas-y-calculadoras/calculo-del-gasto-calorico-diario/
3. LA RESPIRACIÓN EN ANIMALES
La respiración celular o interna implica un “intercambio de gases”, proceso que realiza el sistema respiratorio mediante la ventilación o respiración externa.
El proceso respiratorio consta de 4 fases: Ventilación: entrada/salida de gases al aparato respiratorio. Perfusión: vascularización pulmonar adecuada para el intercambio de
gases. Difusión: paso de gases a través de la membrana respiratoria (alveolo
pulmonar) hasta la sangre, para su trasporte. Distribución: entrada de gases a todas y cada una de las células del
organismo para la realización de la respiración celular. Sistemas respiratorios:
En los animales acuáticos poco evolucionados no existen estructuras especializadas para el intercambio de gases, que se produce por difusión simple.
En los animales más evolucionados existen diferentes sistemas respiratorios según la complejidad: cutánea, traqueal, branquial y pulmonar.
EL INTERCAMBIO DE GASES EN ANIMALES
PROCESO DE INTERCAMBIO
DE GASESPara que se realice el intercambio de gases es necesario:
Sistema respiratorio que intercambie estos gases entre el circulatorio y el exterior.
Sangre oxigenada
Arteriola pulmonar (pobre en O2)
Sangre sin
oxigenar
Vena pulmonar (rica en O2)
Capilares
Aire
Bronquiolo
Alveolo pulmonar
En el proceso de intercambio los gases
se desplazan desde donde se encuentran
más concentrados hacia donde su concentración
es menor.
• Sistema circulatorio que transporte el oxígeno y retire el CO2.
INTERCAMBIO DE GASES SUPERFICIE RESPIRATORIA
Paredes delgadas que favorezcan la difusión de gases.
Paredes húmedas (surfactante) ya que los gases difunden a través de las paredes alveolares disueltos en agua.
Existencia de abundantes vasos sanguíneos que permitan el paso de gases del alveolo al interior de la sangre.
MEDIO EXTERNO
SUPERFICIE RESPIRATORIA
CÉLULAS
O2
DIFUSIÓN
ANIMALES SIN APARATO RESPIRATORIO:
•PORÍFEROS
•CELENTÉREOS
•EQUINODERMOS
SISTEMAS RESPIRATORIOS
4. RESPIRACIÓN CUTÁNEA Y RESPIRACIÓN TRAQUEAL
RESPIRACIÓN CUTÁNEA
Propia de animales que viven en ambientes húmedos.
El intercambio de gases se realiza a través de toda la superficie del cuerpo.
- Piel delgada
- Constantemente húmeda
- Con numerosos capilares bajo su superficie
Los animales que la tienen son de pequeño tamaño con gran superficie externa en relación al volumen.
EXCLUSIVA:ANÉLIDOS TERRESTRES, PLATELMINTOS Y NEMÁTODOS
CUTÍCULA + PULMONARMOLUSCOS TERRESTRES Y ANFIBIOS .
PIEL HÚMEDA Y MUY VASCULARIZADAINTENSIDAD METABÓLICA BAJA
RESPIRACIÓN TRAQUEAL
Característica de artrópodos terrestres.
Se realiza a través de tráqueas.
La renovación del aire en el interior de las tráqueas se denomina ventilación.
tráqueas
tubo traqueal
espiráculo
traqueola
músculocélulas
5. RESPIRACIÓN BRANQUIAL
El intercambio de gases se realiza a través de las branquias que son prolongaciones de la superficie corporal altamente vascularizadas.
EXTERNASINTERNAS
Filamentos branquiales
Arco branquial
Agua
Laminillas branquiales
Dirección del flujo de la sangre
Laminillas branquiales
Branquias
Sangre sin oxigenar
Sangre oxigenada
El intercambio gaseoso se realiza por contracorriente: el agua circula por las laminillas branquiales en dirección contraria a como lo hace la sangre por el interior de los capilares
sanguíneos
Muy eficaz en medios acuáticos, donde la cantidad de oxígeno disuelto en el agua es aproximadamente del 1% en volumen.
Branquias: estructuras especializadas muy vascularizadas y cubiertas por un epitelio muy fino que permite la difusión simple de los gases..
Peces, anélidos y moluscos acuáticos, crustáceos y larvas de insectos y anfibios.
El intercambio gaseoso se realiza por contracorriente: el agua circula por las laminillas branquiales en dirección contraria a como lo hace la sangre por el interior de los capilares sanguíneos.
Larvas de insectos
acuáticos, anfibios y crustáceos inferiores
Moluscos bivalvos acuáticos, crustáceos y peces (cartilaginosos: Hendiduras branquiales, óseos: opérculos)
CIRCULACIÓN CONTRACORRIENTE
6. RESPIRACIÓN PULMONAR
El intercambio de gases se realiza en cavidades internas denominadas pulmones.
ANFIBIOS REPTILES
AVES MAMÍFEROS
sacos aéreos
VENTILACIÓN PULMONAR
El aire que se halla en los pulmones se renueva constantemente por movimientos
respiratorios.
Diafragma
INSPIRACION ESPIRACIÓN
Es la más eficaz de todas. Utilizada por anfibios, reptiles, aves y
mamíferos, aunque algunos invertebrados como el caracol también la utilizan.
El intercambio de gases se produce en cavidades internas de paredes muy finas y vascularizadas denominadas pulmones.
La estructura del aparato respiratorio es compleja constando de boca/fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones. Precisan además estructuras de ayuda: caja torácica, pleuras y diafragma.
ORIGEN DE LOS PULMONES
PEZ PULMONES
PULMÓN DE DIFUSIÓN
PULMÓN DE VENTILACIÓN EN VERTEBRADOS
APARATO RESPIRATORIO HUMANO
Las funciones del Aparato Respiratorio: Captar el oxígeno del aire.Expulsar el CO2 a la atmósfera.
PARTES: Vías respiratorias: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos y alveolos.Los pulmones.
ANATOMIA DEL APARATO RESPIRATORIO
TRACTO RESPIRATORIA SUPERIOR
FOSAS NASALESPresenta:abundantes capilares en su pared interna, permite que la sangre que circula por ellos caliente el aire.Mucus: purifica y humedece el aire.
FARINGE O GARGANTA
LARINGEPresenta:Epiglotis. Cierra la laringe cuando el alimento pasa hacia el esófago.Está compuesta de cartílagos que la mantienen siempre abierta.Cuerdas vocales (dos) que emiten sonidos al vibrar por el paso del aire.
TRACTO RESPIRATORIA INFERIOR
TRÁQUEACaracterísticas:12 cm de longitud.Anillos de cartílagos abiertos en su parte posterior.Mucus: que atrapa partículas extrañas presentes en el aire.Células con filamentos llamados cilios: desplazan el mucus cargado de impurezas hacia la faringe, desde donde es conducido luego hacia el esófago y el estómago.(Cuando la acción de los cilios y mucus es insuficiente, la tos y el estornudo, expulsa las partículas presentes en las vías respiratorias)
TRÁQUEA
BRONQUIOS Y BRONQUIOLOSPresenta:Dos bronquios: que se forman al dividirse la tráquea, formados por anillos cartilaginosos. Cada uno penetra en un pulmón.Bronquiolos; ramificaciones de los bronquios y con un diámetro progresivamente menor, no existen anillos de cartílago.
ÁRBOL BRONQUIAL = BRONQUIOS Y BRONQUIOLOS
ALVEOLOSLos bronquiolos terminan en unos sacos ciegos llamados Alvéolos, se caracterizan por:Sus paredes son muy finas.Rodeados por una red de capilares sanguíneos.
PULMONESConjunto formado por bronquios, bronquiolos, alveolos y un extensa red de capilares sanguíneos.Tienen aspecto esponjoso. El izquierdo está formado por dos lóbulos y el derecho por tres lóbulos.Se sitúan en la caja torácica y están separados del abdomen por el músculo diafragma.Están rodeados de una doble membrana llamada pleura, que está rellena del líquido pleural (protege a los pulmones del roce con la caja torácica y ayuda en los movimientos respiratorios)
Rodeados por una red de capilares sanguíneos.
FUNCIONAMIENTO DE LA APARATO RESPIRATORIO.
FASES:
Inspiración.Intercambio gaseoso.Espiración.
LA VENTILACIÓN PULMONAR
VENTILACIÓN PULMONAR
VENTILACIÓN PULMONAR Y ACTIVIDAD FÍSICA
Inicio Final
Los deportistas de élite se someten periódicamente a pruebas de esfuerzo físico en las que se estudia cómo influye el ejercicio en la ventilación pulmonar.
Ven
tila
ció
n p
ulm
ona
r (l/
min
)
Tiempo (min)
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
20
40
60
80
100
120
Elevado
Moderado
Ligero
1.- DELIMITAR LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
VARIABLE INDEPENDIENTE
VARIABLE DEPENDIENTE
VARIABLES CONTROLADAS
Se puede modificar para valorar su influencia sobre la variable dependiente.
Varía en función de la variable independiente.
Aquellas que se mantienen constantes.
ACTIVIDAD FÍSICA REALIZADA
VENTILACIÓN PULMONAR
ALTITUD, TEMPERATURA...
2.- DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
3.- INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Se repite con diferentes grados de actividad física.
Se puede construir una gráfica que ayude a interpretar los resultados.
Interior Exterior
Membrana celular
MAYOR concentración
MENORconcentración
Interior Exterior
Membrana celular
MAYOR concentración
MENORconcentración
Difusión a través de la membrana
Por difusión, las sustancias pasan desde el lado de la membrana donde tienen mayor concentración hasta el que tienen menor concentración.
Si la concentración de la sustancia es mayor en el
exterior…
Si la concentración de la sustancia es mayor en el
interior…
¿Qué es la difusión a través de la membrana?
Intercambio gaseoso
Tras la inspiración, la concentración de O2 en los alvéolos es mayor que en los capilares. Por eso, el O2 sale por difusión de los alvéolos a la sangre.
Interior del alvéolo
Membrana del alvéolo
Difusión de O2 durante el intercambio gaseoso
Sangre
O2
MAYOR concentración de O2
MENOR concentración de O2
El oxígeno (O2) se transporta por difusión desde los alvéolos a la sangre.
La sangre que llega a los pulmones tiene una concentración de CO2 mayor que la que hay en el interior de los alvéolos. Por eso, el CO2 difunde al interior.
Difusión de CO2 durante el intercambio gaseoso
CO2
Membrana del alvéolo
MENOR concentración de CO2
MAYOR concentración de CO2
Interior del alvéolo Sangre
El dióxido de carbono (CO2) se transporta por difusión desde la sangre hasta ell interior de los alvéolos.
Intercambio gaseoso
ENFERMEDADES DEL APARATO RESPIRATORIO
Bronquitis Asma Tuberculosis Resfriado Gripe
EL TABACO
Enfermedades del aparato respiratorio
Resfriado y gripe
Asma
Tuberculosis
Bronquitis
Dificultad para respirar
Moco
Tos
Infección bacteriana
Inflamación de los
bronquios
Silbido al respirar
Falta de aliento
TosEstrechamiento de los conductos respiratorios
Causas alérgicas
Irritación de garganta
Cansancio
Estornudos
Moco
Silbido al respirar
Falta de aliento
Tos
Bacterias
Micobacteryum tuberculosis
Destrucción del tejido
Virus
CUIDADOS DEL APARATO RESPIRATORIO
HIGIENE DE LOS HÁBITOS RESPIRATORIOS
Realizar la inspiración a través de la nariz y no
de la boca.
Procurar respirar aire limpio y hacer
ejercicio al aire libre.
Células que recubren las vías respiratorias, con cilios que retienen
la suciedad y los microbios.
Mantener las fosas nasales lo más limpias posibles.
Ventilar la casa todos los días y evitar las
temperaturas extremas. No fumar.
OBSTRUCCIÓN DE LAS VÍAS AÉREAS
Una obstrucción de las vías aéreas puede provocar falta de oxigenación de las células cerebrales, por lo que hay que actuar con la máxima rapidez.
NUNCA DAR GOLPES EN LA
ESPALDA
Si el accidentado es un bebé se le colocará boca abajo y se le
golpeará con suavidad la espalda.
La persona que presta auxilio se situará detrás del
accidentado, con el puño cerrado debajo del diafragma. Se presiona con golpes secos hacia arriba y hacia dentro
hasta que se expulse el objeto de la obstrucción.
7. LA RESPIRACIÓN EN VEGETALES
Los vegetales también necesitan oxígeno para realizar la respiración celular.
La necesidad de oxígeno es más baja que en los animales por su menor tasa de respiración celular.
Los tejidos que se encuentran en el interior están formados por células muertas.
Entre las células de los tejidos, los gases difunden libremente debido a los espacios intercelulares.
Las estructuras especializadas en el intercambio de gases en vegetales son los estomas y las lenticelas.
Por ser organismos fotosintéticos también necesitan dióxido de carbono.
La incorporación de estos gases no requiere un aparato respiratorio debido a:
RELACIÓN ENTRE FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR
DÍAFotosíntesis
Fotosíntesis
Fotosíntesis
Fotosíntesis
Respiración
Respiración
Respiración
Respiración
NOCHE
Respiración
Respiración
Respiración
Respiración
CO2 + H2O + energía luminosa
CO2 + H2O + energía
C6 H12 O6 + O2
C6 H12 O6 + O2
FOTOSÍNTESIS
RESPIRACIÓN
La fotosíntesis requiere luz.
La respiración celular es independiente de la luz, por
lo que los vegetales consumen oxígeno durante
las 24 horas del día.
BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. PEDRINACI, Emilio. GIL, Concha. GÓMEZ DE SALAZAR, José María.. Editorial SM.
CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA
www.departamentobiologiaygeologiaiesmuriedas.wordpress.com
http://docentes.educacion.navarra.es/~metayosa/1bach/1nutriani7.html
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/ https://sites.google.com/site/materialclasebio3/home/unidad-iii-nutricion-2o-parte-aparato-respiratorio-circulatorio-y-
excretor http://sebra8889.blogspot.com/2010/03/glandulas-gastricas-se-dividen-en.html http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/digesti.htm http://www.araucaria2000.cl/digestivo/sistemadigestivo.htm http://www.salonhogar.net/cuerpohumano/La_digestion.htm http://www.ieslosremedios.org/~pablo/webpablo/web3eso/4nutricion/guianutricion.html http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/3ESO/diges/actividad5.htm
http://gastrointestinalatlas.com/Espanol/Estomago/Ulcera_Gastrica/ulcera_gastrica.html http://nsalud.com/la-hepatitis-una-enfermedad-frecuente/ http://www.anatomiahumana.ucv.cl/efi/modulo23.html http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/respira.htm
PÁGINAS WEB CONSULTADAS
