1. ¿Qué es un sistema?
Es un conjunto de funciones, virtualmente referenciada sobre ejes, bien sean estos reales o abstractos. También suele definirse como un conjunto de elementos dinámicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivo operando sobre datos, energía y/o materia para proveer información.
2. ¿Tipos de sistemas?
Los sistemas térmicos pueden ser aislados, cerrados o abiertos.
SISTEMA AISLADO: es aquel que no intercambia ni materia ni energía con sus alrededores.
SISTEMA CERRADO: es aquel que no intercambia energía (calor y trabajo).
SISTEMA ABIERTO: es aquel que intercambia energía y materia con sus alrededores.
3. ¿Significado de energía y tipos de energía?
El termino energía como las propiedades asociadas a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza. La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al levantar un objeto, transportarlo, deformarlo, o calentarlo. La energía está presente también en los cambios químicos, como quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica
ENERGÍA NUCLEAR: Es la energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan ampliamente a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.
ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL: La energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. Depende de la masa y la velocidad del objeto según la siguiente ecuación.
ENERGÍA HIDRÁULICA: El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Se trata de un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica.
ENERGÍA EÓLICA: Entre otros factores, la concienciación medioambiental y la necesidad de disminuir la dependencia de suministros exteriores influyen fuertemente en las políticas energéticas relativas a las energías renovables en sus diferentes ámbitos: investigación, desarrollo y aplicaciones.
ENERGÍA SOLAR: Es la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en forma de fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA: Se trata del sistema más extendido de aprovechamiento de la energía solar. El medio para conseguir este aporte de temperatura se hace por medio de colectores.
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA: El sistema de aprovechamiento de la energía del Sol para producir energía eléctrica se denomina conversión fotovoltaica.
ENERGÍA GEOTÉRMICA: La Tierra posee una enorme cantidad de energía en su interior. Una muestra de ellos lo constituyen, por ejemplo, los volcanes o los géiseres.
En general, es difícil aprovechar la energía térmica. Sin embargo, existen puntos en el planeta en los que se producen anomalías geotérmicas, dando lugar a gradientes de temperatura de entre 100 y 200ºC por kilómetro. Es en estos puntos donde se puede aprovechar esta energía.
ENERGÍA TÉRMICA OCEÁNICA: La explotación de las diferencias de temperatura de los océanos ha sido propuesta multitud de veces.
ENERGÍA MAREMOTRIZ: Las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento y el viento genera las olas.
4. ¿Qué es el ATP?
El intermediario, rico en energía, mas común y universal del metabolismo celular es el nucleótido adenosin trifosfato (ATP), que puede ceder su grupo fosfato terminal, de elevado contenido energético, aun gran numero de moléculas orgánicas aceptores (p. ejem. azucares, aminoácidos y nucleótidos). La reacción de fosforilacion aumenta el nivel de energía libre de la molécula aceptora, permitiendo que interaccionen exergo nicamente en reacciones bioquímicas catalizadas por enzimas.
La molécula de ATP consta de un grupo adenosin, formado por la base pirimidina adenina y el residuo carbohidratado de cinco carbonos ribosa, y de tres grupos fosfato unido. La mayor parte de la energía libre de la molécula reside en la repulsión electrostática mutua de las tres unidades de fosfato, por sus átomos de fosforo cargados positivamente y sus átomos de oxigeno cargados negativamente.
5. Que son las reacciones de oxido reducción?
Las reacciones de reducción-oxidación (también conocidas como reacciones redox) son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma oxidada respectivamente).
• El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir; oxidándose.
• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir; reducido.
6. ¿Los radicales libres son?
Los radicales libres son átomos o grupos de átomos que tienen un electrón (e-) desapareado en capacidad de aparearse, por lo que son muy reactivos. Estos radicales recorren nuestro organismo intentando robar un electrón de las moléculas estables, con el fin de alcanzar su estabilidad electroquímica.
7. ¿Reacción química de los radicales?
Una vez que el radical libre ha conseguido robar el electrón que necesita para aparear su electrón libre, la molécula estable que se lo cede se convierte a su vez en un radical libre, por quedar con un electrón desapareado, iniciándose así una verdadera reacción en cadena que destruye nuestras células. La vida biológica media del radical libre es de microsegundos; pero tiene la capacidad de reaccionar con todo lo que esté a su alrededor provocando un gran daño a las moléculas y a las membranas celulares. Los radicales libres no son intrínsecamente malos. De hecho, nuestro propio cuerpo los fabrica en cantidades moderadas para luchar contra bacterias y virus. Los radicales libres producidos por el cuerpo para llevar a cabo determinadas funciones son neutralizados fácilmente por nuestro propio sistema. Con este fin, nuestro cuerpo produce unas enzimas (como la catalasa o la dismutasa) que son las encargadas de neutralizarlos. Estas enzimas tienen la capacidad de desarmar los radicales libres sin desestabilizar su propio estado. Las reacciones químicas de los radicales libres se dan constantemente en las células de nuestro cuerpo y son necesarias para la salud. Pero, el proceso debe ser controlado con una adecuada protección antioxidante.
8. ¿Qué es un antioxidante y algunos antioxidantes?
Un antioxidante es una sustancia capaz de neutralizar la acción oxidante de los radicales libres, liberando electrones en nuestra sangre que son captados por los radicales libres convirtiéndose en moléculas inestables.
La protección que debemos tener para evitar el aumento de los radicales libres en nuestro organismo que aceleran la rapidez de envejecimiento y degeneración de las células de nuestro cuerpo es el consumo de antioxidantes naturales tales como el beta caroteno(pro-vitamina A) presentes en la zanahoria, mango, tomates, melón, melocotón, espinacas.
Vitamina E (tocoferol) es un antioxidante que mantiene la integridad de la membrana celular, protege la destrucción de la vitamina A, previene y disuelve los coágulos sanguíneos y retarda el envejecimiento celular. Se encuentra en muchas frutas y vegetales tales como: El aguacate, boniato, espárragos, espinacas, tomates, bróculi, moras y zanahorias.
La vitamina C (ácido ascórbico) es otro de los antioxidantes naturales que destruyen el exceso de radicales libres. Necesaria para producir colágeno, importante en el crecimiento y reparación de las células de los tejidos, encías, vasos, huesos y dientes, y para la metabolización de las grasas, por lo que se le atribuye el poder de reducir el colesterol. Investigaciones han demostrado que una alimentación rica en vitamina C ofrece una protección añadida contra todo tipo de cánceres. Además de la prevención del resfriado común y el fortalecimiento de las defensas del organismo. Las fuentes alimentarias de la vitamina C son: Grosellas, pimiento verde, kiwi, limón (todos los que están antes del limón tienen mayor contenido de vitamina C que éste y los que están después menor), fresas y coliflor, coles de brúcelas, naranjas, tomates, nabo y melón
9. ¿Qué es la fosforilacion oxidativa?
La fosforilacion oxidativa mitocondrial engloba las reacciones que llevan a la síntesis de ATP utilizando la energía disponible tras la oxidación de sustratos en la cadena respiratoria. El acoplamiento de los dos procesos se realiza a través del gradiente de protones que es generado por la cadena respiratoria.
La cadena respiratoria mitocondrial consta de una serie de transportadores de electrones. La mayor parte de los electrones que entran en la cadena respiratoria lo hacen a partir de NADH, NADPH, FADH2 y FMNH2, que son nucleótidos de piridina y de flavina que actúan como aceptores de electrones. Estos aceptores de electrones captan electrones de las reacciones oxidativa del complejo piruvato deshidrogenasa, del ciclo del ácido cítrico, de la b-oxidación de ácidos grasos y de la oxidación de aminoácidos. Los transportadores electrónicos mitocondriales están en la matriz y en la membrana interna.
En la matriz mitocondrial se encuentran el NAD (nicotina mida adenina di nucleótido) y el NADP (nicotina mida adenina di nucleótido fosfato). Estos transportadores son hidrosolubles, se asocian reversiblemente con deshidrogenasas y llevan los electrones provenientes de las reacciones catabólicas a su punto de entrada a la cadena respiratoria.
10. ¿Qué función tiene un desacoplante?
Las proteínas desacoplantes, permiten el paso de H+ desde el espacio intermembrana hacia la matriz con generación de calor. Esto lleva a una disminución en el gradiente de H+, disminuyendo así el potencial electroquímico (negativo y alcalino en el interior), con lo que la fuerza protón-motriz que impulsa el retorno de H+ desde el espacio intermembrana hacia la matriz a través de la ATP sintetasa es menor, de modo que la síntesis de ATP disminuye. El efecto neto es una disminución de la eficiencia energética y un incremento de la termogénesis. Hay dos mecanismos propuestos para el transporte de H+ por medio de las UCP: el “fatty acid protonophore” y el “fatty acid buffering”.
Las proteínas desacoplantes (UCP, Uncoupling Carrier Protein) son miembros de la superfamilia de proteínas transportadoras de la mitocondria. Se encuentran en la membrana interna de la mitocondria y actúan en la cadena respiratoria desacoplando la síntesis de ATP, produciendo en su defecto liberación de calor. Estas proteínas pesan » 32 kDa, están formadas por » 300 aminoácidos, distribuidos en tres dominios transmembrana repetidos y conectados a través de seis hélices. Se conocen hasta el momento cinco UCP: UCP1, UCP2, UCP3, UCP4 y UCP5 Cada una de ellas predomina en distintos tejidos y se les atribuyen diversas funciones.
11. ¿La retina que tipo de fotorreceptores contiene?
La retina contiene fotorreceptoras, bipolares, horizontales, amacrinas y ganglionares y dos tipos principales de células fotorreceptoras (bastones y conos). Ambos tipos celulares establecen una conexión sináptica directa con interneuronas.
12. ¿Cómo son llevadas las señales al cerebro para poder proyectar la imagen?
Células bipolares, que conectan a las células fotorreceptoras con las células ganglionares. Los axones de estas llevan los potenciales de acción hacia el cerebro a través del nervio óptico. Modificando el flujo de información en las sinapsis. Las células bipolares establecen sinapsis de inhibición lateral para conseguir una visión más perfecta; mientras que las amacrinas se disponen mediando entre las células bipolares y las ganglionares.
La estimulación de los fotorreceptores se inicia por la absorción de la luz por el pigmento visual y el efecto fotoquímico correspondiente ya que todos fotorreceptoras son distintos detecta impulsos nerviosos. Los bastones y conos, al ser alcanzados por la luz, se establecen unas ciertas condiciones físico-químicas que van a desencadenar el impulso de otras células nerviosas. Donde si se detectan los impulsos nerviosos es en el nervio óptico, por fibras nerviosas de las células ganglionares. En los conos y bastones no existe potencial de acción, sólo un potencial receptor que se transmite al resto de las células nerviosas, siendo las células ganglionares las encargadas de transmitir los potenciales de acción a través del nervio óptico
13. ¿Qué función tienen los conos y los bastones?
Existen 120 millones de conos y 7 millones de bastones en la especie humana, tienen características morfológicas similares, pero son diferentes funcionalmente. En ambos tipos celulares se distinguen tres regiones comunes claramente diferenciadas: el segmento externo, el segmento interno y el terminal sináptico. Los bastones son más sensibles a la luz que los conos, se encuentran por toda la retina y son más importantes para la percepción de la luz. Son receptores de baja frecuencia (380 a 600 nm de longitud de onda). Los conos no son tan sensibles a la luz, son funcionalmente más importantes cuando la intensidad luminosa es alta, (receptores de alta frecuencia, 450 a 780 nm). Los conos son también los únicos responsables de la visión del color.
14. ¿Cómo se lleva a cabo el transporte membranal?
Se denomina transporte de membrana al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, que poseen proteínas embebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras. Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas.
15. ¿Vías de transporte atravez de la membrana?
Difusión facilitada
Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidica. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora.
La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:
• Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana
• Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana
• De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo
La ósmosis
Es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay mayor concentración a uno de menor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía.
• En un medio isotónico: paso constante de agua.
• En un medio hipotónico: la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar.
• En un medio hipertónico: la célula arruga llegando a deshidratarse y se muere.
Transporte activo
Mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones menos concentradas a otras más concentradas. Es un proceso que requiere de energía, llamado también producto activo debido al movimiento absorbente de partículas es un proceso el energía-requerir que mueve el material a través de una membrana de la célula y sube el gradiente de la concentración.
16. ¿Cómo se lleva a cabo el estimulo del olfato?
Hay unos veinte tipos distintos de receptores, cada uno de los cuales se encarga de una clase determinada de moléculas de olor. Estas células establecerán sinapsis con las neuronas de los bulbos olfatorios, que mandarán las señales al cerebro. La nariz humana distingue entre más de 10.000 aromas diferentes. El olfato es el sentido más fuerte al nacer. Las sustancias son compuestos químicos volátiles transportados por el aire. El olfato es el sentido encargado de detectar y procesar los olores. Es un quimiorreceptor en el que actúan como estimulante las partículas aromáticas u odoríferas desprendidas de los cuerpos volátiles, que ingresan por el epitelio olfativo ubicado en la nariz, y son procesadas por el sistema olfativo.
Estos compuestos liberan en la atmósfera pequeñas moléculas que percibimos al inspirar. Estas moléculas alcanzan la mucosa olfativa, que consta de tres tipos característicos de células: las células olfativas sensoriales, las células de sostén y las células basales, que se dividen aproximadamente una vez al mes para remplazar. Los 20 o 30 millones de células olfativas humanas contienen, en su extremo anterior, una pequeña cabeza con cerca de 20 pequeños filamentos sensoriales (cilios). El moco nasal acuoso transporta las moléculas aromáticas a los cilios con ayuda de proteínas fijadoras; los cilios transforman las señales químicas de los distintos aromas en respuestas eléctricas. Las prolongaciones nerviosas de las células olfativas alcanzan el bulbo olfativo a través de micro-orificios del cráneo; el bulbo es una porción anterior del cerebro, que se ocupa de la percepción de los olores. Estas prolongaciones nerviosas terminan en los glomérulos, pequeñas terminaciones de células olfativas de forma esférica donde se procesan las señales aromáticas que luego son conducidas por células receptoras especiales. La información llega primero al sistema límbico y al hipotálamo, regiones cerebrales; responsables de las emociones, sentimientos, instintos e impulsos, tales regiones almacenan también los contenidos de la memoria y regulan la liberación de hormonas. Por este motivo, los olores pueden modificar directamente nuestro comportamiento y las funciones corporales. Sólo más tarde parte de la información olorosa alcanza la corteza cerebral y se torna consciente
17. ¿Células receptoras del olfato?
La glándula pituitaria roja: Se ubica en la parte inferior de la fosa nasal y está recubierto por numerosos vasos sanguíneos que calientan el aire.
La glándula pituitaria amarilla: Se ubica en la parte superior de las fosas nasales y presenta tres capas:
1. Células de sostén
2. Células olfatorias
3. Células basales
18. ¿De qué depende el sentido del gusto?
El sentido del gusto depende de la estimulación de los llamados "botones gustativos", las cuales se sitúan preferentemente en la lengua, aunque algunas se encuentran en el paladar; su sensibilidad es variable. Los nervios (principalmente faciales) conectados con las papilas gustativas transmiten impulsos al centro nervioso situado en el bulbo raquídeo (continuación de la médula allí donde empieza la columna vertebral); de aquí, los impulsos se transmiten a las caras superior e interna del lóbulo parietal, en íntima relación con el área del cerebro relacionada con el olfato. A partir de los estudios psicológicos, se piensa en general que existen cuando menos cuatro sensaciones sápidas primarias: ácido, salado, dulce y amargo; pero sabemos que una persona puede percibir cientos o miles de sabores diferentes. Se supone que se trata de combinaciones de las cuatro sensaciones primarias, de la misma manera que todos los colores del espectro son combinaciones de tres sensaciones coloreadas primarias. Sin embargo, podría existir otra clase o subclase de sensaciones primarias, menos evidentes.
19. ¿Cómo se divide la lengua y los diferentes sentidos del gusto?
Los fisiólogos han identificado los cuatro sabores elementales y los han codificado en los siguientes términos:
• La sensación denominada dulce.
• La sensación denominada ácida
• La sensación denominada salada
• La sensación denominada amarga
20. ¿Cerca de cuantas papilas gustativas cuenta el ser humano?
Las casi 10.000 papilas gustativas que tiene el ser humano están distribuidas de forma desigual en la cara superior de la lengua, donde forman manchas sensibles a clases determinadas de compuestos químicos que inducen las sensaciones del gusto. Por lo general, las papilas sensibles a los sabores dulce y salado se concentran en la punta de la lengua, las sensibles al ácido ocupan los lados y las sensibles al amargo están en la parte posterior. Los compuestos químicos de los alimentos se disuelven en la humedad de la boca y penetran en las papilas gustativas a través de los poros de la superficie de la lengua, donde entran en contacto con células sensoriales. Cuando un receptor es estimulado por una de las sustancias disueltas, envía impulsos nerviosos al cerebro. La frecuencia con que se repiten los impulsos indica la intensidad del sabor; es probable que el tipo de sabor quede registrado por el tipo de células que hayan respondido al estímulo
