OBSERVE DETENIDAMENTE LOS VIDEOS, Y TENGA EN CUENTA LAS EXPLICACIONES DADAS EN ELLOS Y EN CLASES DE CIENCIAS Y PRESENTE LOS TALLERES Y ACTIVIDADES PLANTEADAS EN SU UNIDAD DIDÁCTICA
CÉLULA Y ORGANELOS CELULARES:
https://www.youtube.com/watch?v=fzwIxl8ZR68
LA FOTOSÍNTESIS, SUS FASES Y LA IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE ESTE PROCESO
https://www.youtube.com/watch?v=mVHs0mLONfA
LA RESPIRACIÓN CELULAR
https://www.youtube.com/watch?v=cubUDVzxTL4
ORGÁNULOS CELULARES ENERGÉTICOS
1. MITOCONDRIA
a) LA NEURONA
Las neuronas poseen un gran número de mitocondrias dispersas en el citoplasma. Pueden tener forma de bastón o filamento y son más delgadas que las de otras células. Las dendritas y axón también poseen mitocondrias: En el axón las mitocondrias se disponen en intervalos regulares y son muy abundantes en las terminales axonales. Las crestas mitocondriales no sólo se disponen transversalmente sino también paralelamente a su eje longitudinal. Se han detectado desplazamientos de mitocondrias a través microtúbulos entre el pericarion y sus prolongaciones. A diferencia de la mayoría de las células del organismo, las neuronas carecen de capacidad de almacenamiento de energía, por tanto, necesitan un aporte constante de glucosa y oxígeno circulante. Esto explica las consecuencias graves que tiene una disminución considerable del flujo sanguíneo cerebral.
b) LOS MÚSCULOS
Los tejidos musculares están compuestos por células muy diferenciadas, denominadas miocitos o fibras musculares. Estas son de forma alargada y son capaces de contraerse y relajarse cuando reciben un estímulo.
Estas células presentan modificaciones para poder realizar sus funciones. De hecho, los miocitos son tan diferentes del resto de células que hasta sus orgánulos poseen nombres especiales: la membrana celular se llama sarcolema, el citoplasma, sarcoplasma y el retículo endoplasmático, retículo sarcoplasmático. Los miocitos no se pueden dividir y poseen gran cantidad de mitocondrias. Además, contienen un gran número de unas estructuras filamentosas, llamadas miofibrillas, que permiten la contracción.
Estas miofibrillas estan formadas por dos tipos de miofilamentos: los de actina y los de miosina. Estas fibras se disponen en paralelo, formando unidades llamadas sarcómeros. El deslizamiento de los filamentos de actina y miosina producen el acortamiento y el estiramiento de los sarcómeros. La contracción en serie de los sarcómeros hace que toda la miofibrilla se contraiga. Cuando todas las miofibrillas de todos los miocitos de un músculo se contraen, se produce la contracción este último, acompañada de una cantidad notable de fuerza. Este proceso exige mucha energía, motivo por el cual los miocitos poseen muchas mitocondrias en su sarcoplasma.
c) CÉLULAS DEL RIÑÓN
¿Cuáles son las funciones de las mitocondrias en los riñones?
Las mitocondrias son partes microscópicas, de forma elíptica de nuestras células. Durante la respiración celular, conservan energía liberada en forma de adenosina trifosfato (ATP). En términos sencillos, esta función reguladora se asegura de que nuestros órganos tienen la energía suficiente para realizar las tareas requeridas. Para los riñones, esto es especialmente importante, ya que en ellos comienza el proceso de excreción de residuos. Si las mitocondrias renales no están funcionando adecuadamente, las consecuencias pueden ser terribles como era de esperar.
Las mitocondrias en los riñones sirven para convertir la energía liberada (cuando las células "respiran") en ATP. Se utiliza luego de que actúa como una batería temporal que pone en marcha una chispa de energía para accionar la función del riñón. Debido a que los riñones sirven para iniciar el proceso de la excreción de los residuos a través de la orina, esto es especialmente importante.
Los estudios recientes han demostrado que la función renal se ve disminuida sensiblemente, cuando las mitocondrias no funcionan correctamente.
d) CÉLULAS CARDÍACAS
Las mitocondrias son muy abundantes en el corazón, donde constituyen un 20-40% del volumen celular, por ser un tejido de gran demanda energética. La producción energética mitocondrial depende de factores genéticos codificados por el núcleo y por el ADNmt, que modulan la función mitocondrial normal, incluyendo la actividad enzimática y la disponibilidad de cofactores, y de factores ambientales como la disponibilidad de combustibles (p. ej., azúcares, grasas y proteínas) y oxígeno. Diversas vías bioenergéticas interaccionan contribuyendo al metabolismo energético mitocondrial, como la oxidación del piruvato, el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la betaoxidación mitocondrial de los ácidos grasos y la vía final común de la fosforilación oxidativa que genera el 80-90% del ATP celular. La fosforilación oxidativa se lleva a cabo a partir de complejos de proteínas localizados en la membrana mitocondrial interna, que incluyen los complejos I-IV de la cadena respiratoria de transporte de electrones, la ATP sintetasa (complejo V) y la translocasa de los nucleótidos de adenina (ANT). Los ácidos grasos son el principal sustrato energético para la producción de ATP en el músculo cardíaco a partir de la fosforilación oxidativa. Los ácidos grasos deben ser transportados de forma efectiva al interior del cardiomiocito primero, y luego al interior de la mitocondria para poder ser utilizados en la producción bioenergética a través de la betaoxidación mitocondrial, y este proceso de transporte requiere diversas proteínas que forman parte del transportador de carnitina (la aciltransferasa de carnitina y dos palmitoiltransferasas de carnitina, así como la carnitina). La betaoxidación de los ácidos grasos y la oxidación de los hidratos de carbono a través del ciclo de los ácidos tricarboxílicos genera la mayor parte del NADH y FADH intramitocondriales, que son la fuente directa de electrones para la cadena de transporte respiratoria. El aporte de ATP a partir de otras fuentes (p. ej., del metabolismo glucolítico) es limitado en el tejido cardíaco normal. Además de las vías bioenergéticas y de los intermediarios metabólicos, el corazón contiene también fosfatos de alta energía (p. ej., la fosfocreatina) producida por la creatincinasa mitocondrial a partir del ATP de la translocasa de nucleótidos de adenina estrechamente relacionada y de la sintetasa de ATP mitocondrial.
e) CÉLULAS HEPÁTICAS
En el hígado existe una gran cantidad de mitocondrias, debido a las numerosas reacciones metabólicas que requiere realizar y para ello necesita este organelo en sus células que le proporcionan energía y enzimas suficientes para efectuarlo.
El hígado tiene que producir factores de coagulación, producción de urea, bilis, realiza la gluconeogénesis (formación de glucosa a partir de ciertos aminoácidos, lactato y glicerol), la glucogenólisis (fragmentación de glucógeno para liberar glucosa en la sangre), la glucogenogénesis (síntesis de glucógeno a partir de glucosa), es decir realiza mucho mas "trabajo" por lo tanto necesita más energía (ATP en las células)
f) CÉLULAS DEL PÁNCREAS
Las células beta pancreáticas contienen un elevado número de mitocondrias, orgánulos celulares productores de energía, lo que refleja la gran cantidad de energía que necesitan para mantener la producción y liberación de insulina en respuesta a los niveles de glucosa.
g) CÉLULAS SEXUALES
La pieza media del espermatozoide (de unos 4 o 5 μm de longitud) posee una gran cantidad de mitocondrias concentradas en una vaina helicoidal, que proveen de energía al espermatozoide, produciendo ATP. El espermatozoide necesita esta energía para realizar su recorrido por el cérvix, el útero y las trompas de falopio (estructuras femeninas) hasta llegar al ovocito para fecundarlo.
El cuerpo está formado por decenas de billones de células. Éstas se agrupan para formar órganos, entre ellos el músculo. Dentro de cada célula de nuestro cuerpo, hay varios elementos con funciones muy variadas. Uno de estos elementos es conocido como mitocondria. Cada mitocondria tiene su propio ADN por lo que es un ser “no humano”, que ejerce con el organismo humano una de las “colaboraciones” más potentes de la naturaleza.
Cada célula contiene varias mitocondrias (cantidad muy variable), se mueven libremente por su interior y tienen funciones muy importantes para la propia célula, y por lo tanto, también para el cuerpo humano.
La principal función de las mitocondrias es la de producir la energía necesaria para que la célula pueda hacer su función. Por ejemplo, cuando un músculo, compuesto de células, quiere realizar una acción (correr, pedalear…), la energía necesaria para hacerlo es producida por las mitocondrias. Éste proceso de producción de energía requiere “materia prima” (glucosa, ácidos grasos o aminoácidos) y oxígeno.
Una disminución del número de mitocondrias en el organismo se relaciona con:
· Falta de energía diaria.
· Disminución del rendimiento deportivo.
· Falta de energía cerebral: problemas con la memoria, atención…
· Alteraciones de otros órganos del cuerpo: incapacidad para desintoxicar bien en el hígado, mal funcionamiento del riñón, del páncreas…
· Enfermedades degenerativas como el Alzheimer u otras como la Diabetes o la Fatiga Crónica.
El estilo de vida puede modificar, en gran medida, el número de mitocondrias y su efectividad para ayudarnos a producir energía. Las siguientes acciones favorecen la proliferación de mitocondrias:
a) La hipoxia intermitente: poner pequeños apuros al cuerpo en las necesidades de oxígeno, aumenta la producción mitocondrial para poder hacer frente a las necesidades del organismo. Si la falta de oxígeno se prolonga en el tiempo, como en el caso de enfermedades pulmonares graves, las mitocondrias disminuyen.
b) El ejercicio físico: depende de la intensidad, duración, etc. la producción de mitocondria será diferente, pero la mejor receta para aumentar su producción es ejercicio de intensidad elevada combinado con entrenamientos más suaves y más largos para favorecer la utilización de las grasas.
c) Entrenamiento de resistencia en ayunas: este estado energético favorece la utilización de las fibras tipo I, que son fibras musculares responsables de la utilización de la grasa como fuente de energía.
d) Ayunos de corta duración: saltarse de vez en cuando un desayuno, o separar un poco las ingestas, aumenta la expresión de moléculas como UCP2 o UCP3 que favorecen la eficiencia de la actividad mitocondrial.
e) Consumir antioxidantes mitocondriales: consumir coenzima Q10, glutatión… favorece la protección de éstos elementos.
En cambio, entre las cosas que pueden favorecer la muerte mitocondrial, podemos encontrar muchos factores, aunque los más habituales son:
a) Consumo abundante y continuo de antibióticos: éstos te salvan la vida, pero todo en ésta vida tiene un precio que se debe tener en cuenta para la recuperación. Lo mismo podríamos aplicar a la quimioterapia.
b) El sedentarismo: Evidentemente la pérdida de masa muscular disminuye el número de mitocondrias.
c) Consumo continuado de hidratos de carbono de alta carga glucémica: esto induce al cuerpo a tender a un metabolismo constante más anaeróbico, por lo que se utilizan menos las mitocondrias.
d) Carencia de antioxidantes en la dieta: la inclusión de frutas, verduras con pigmento, aminoácidos azufrados (cebolla, ajo y puerro), etc. También tengo que decir que algunos estudios demuestran que la toma excesiva de antioxidantes (vitamina C) frena la génesis mitocondrial. Todo en su justa medida.
e) Consumo excesivo de alcohol y otros tóxicos.
f) Carencia de omega-3 (pescado azul) y otras grasas como la fosfatidilserina (lecitina de soja): esto favorece la rigidez de la membrana de la célula y dificulta su comunicación y correcto funcionamiento.
En los deportes, sobretodo de resistencia, tener en cuenta los elementos expuestos en éste post, puede ser muy útil para el rendimiento. Asegurarse un correcto funcionamiento en la producción de energía te puede dar ese “plus” de estabilidad energética que necesitas para no caer constantemente en las temidas pájaras o bajones de energía. También puede ser útil para mejorar la salud y asegurarnos un envejecimiento próspero.
Realizar entrenamientos de fuerza (en el gimnasio, series…) es una de las mejores formas para asegurarnos un correcto funcionamiento de nuestro sistema mitocondrial.
En las células eucariotas fotosintéticas tanto las reacciones dependientes de la luz como la fijación del carbono se dan en los cloroplastos.
Al igual que las mitocondrias están rodeadas de dos membranas:
· Externa: es permeable a pequeñas moléculas y iones.
· Interna.:compartimento con muchas vesículas aplanadas denominadas tilacoides.
Es aquí donde los pigmentos fotosintéticos y los complejos enzimáticos llevan a cabo las reacciones luminosas y la síntesis de ATP. Ya que las membranas tilacoides contienen la maquinaria transductora de energía: las proteínas captadoras de luz, los centros de reacción, las cadenas de transporte de electrones y la ATP sintetasa.
Estructura de la Clorofila "a"
Los pigmentos más importantes que absorben la luz en las membranas de los tilacoides son las clorofilas, éstas son pigmentos verdes con estructuras policíclicas planas que al estar sus cuatro átomos de nitrógeno orientados hacia el interior de la clorofila están coordinados con el Mg2+. Todas las clorofilas tienen una cadena lateral larga de fitol, esterificado a un grupo carboxilo sustituyente del anillo IV, estos fotorreceptores son muy eficaces porque contienen una red alternante de enlaces dobles y sencillos que le confieren a la molécula un poder de absorción muy fuerte en la región visible del espectro.
La energía de la luz capturada por las moléculas de pigmentos, denominadas clorofilas, en los cloroplastos se utiliza para generar electrones de alta energía con gran poder reductor. Estos electrones se emplean para producir NADPH al igual que ATP en una serie de reacciones de la denominada fase luminosa ya que requiere de la luz.
El NADPH y el ATP formados por acción de la luz reducen más tarde el CO2 y lo convierten en 3-fosfoglicerato a través de un conjunto de reacciones denominadas ciclo de Calvin o fase oscura.
Las reacciones de la fase luminosa de la fotosíntesis utilizan fotones para generar los electrones de alta energía, estos electrones se utilizan de forma directa para reducir el NADP+ a NADPH y de forma indirecta mediante una cadena de transporte de electrones para producir una fuerza protón-motriz a través de la membrana; el O2 es el producto colateral de estas reacciones.
En las reacciones de la fase oscura, el NADPH y el ATP producidos en la fase luminosa se utilizan para reducir el CO2 a otros compuestos orgánicos más útiles.
En: https://es.wikibooks.org/wiki/Estructura_de_los_cloroplastos_y_fotos%C3%ADntesis
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