Zoologia, sistemi principali

Alimentazione

Eterotrofi

Eterotrofi: Condizione nutrizionale di un organismo che NON è in grado di sintetizzare le proprie molecole organiche autonomamente. Per la sopravvivenza esso deve quindi far riferimento a composti organici precedentemente sintetizzati da organismi autotrofi. Es: Un animale, con l’alimento, deve procurarsi più energia di quanta ne spende nel mantenimento.

Autotrofi

Autotrofi: Organismo in grado di sintetizzare le proprie molecole organiche a partire da sostanze inorganiche e utilizzano energia non derivante da sostanze organiche assimilate. Es: Tutte le piante sono autotrofe. Attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana riescono a sintetizzare composti organici a partire da sostanze inorganiche (anidride carbonica e acqua).

Componenti essenziali per gli organismi

• Carboidrati, proteine e lipidi: Principali fonti di energia e principali unità costitutive della cellula.
• Nutrimenti essenziali: Vitamine, minerali e aminoacidi.
• Acqua: Essenziale per ogni organismo.

Digestione delle macromolecole

Le macromolecole, al contrario dei monomeri, non possono attraversare la membrana plasmatica. Hanno una struttura e funzione di una macromolecola che rende impossibile l’utilizzo diretto e il loro riconoscimento da parte del sistema immunitario. Gli enzimi hanno la funzione di scindere i polimeri in monomeri.

Assorbimento dei monomeri

I monomeri devono entrare nella membrana plasmatica (o plasmalemma). Possono entrare attraverso processo di:

• Diffusione: No dispendio di energia.
• Cotrasporto: Dispendio di energia.

Bioenergetica

Bioenergetica = Flusso di energia. Molecole organiche contenute nei cibi:

• Digestione e assorbimento calore → Molecole di nutrienti nelle cellule del corpo.
• Perdita di energia con le feci → Perdita di energia con l’urina.
• Respirazione cellulare calore → Biosintesi, immagazzinamento, accrescimento e riproduzione calore.
• ATP: Energia chimica.

Funzioni energetiche

% Energia spesa per il metabolismo di base, per attività (nuoto, salto, movimento), per la riproduzione, per l’accrescimento e per la termoregolazione.

Processi digestivi

Ingestione

Triturazione del cibo in parti più piccole.

Digestione

Demolizione delle macromolecole in molecole più piccole.

Assorbimento

Piccole molecole entrano nelle cellule del canale alimentare e nel circolo sanguigno.

Defecazione

Residui non digeriti eliminati con le feci.

Digestione intracellulare

Tipica degli organismi unicellulari. Avviene all’interno delle cellule e non richiede strutture specializzate. Il cibo viene inglobato nelle cellule e racchiuso in una vescicola, che successivamente si fonde con i lisosomi (organuli contenenti enzimi digestivi), le particelle di cibo vengono demolite in molecole che il citoplasma assorbe. Infine, la cellula elimina i residui non digeriti.

Fagocitosi

Fagocitosi: Processo di ingestione cellulare di particelle alimentari o sostanze estranee potenzialmente dannose per l’organismo. È attuato da cellule chiamate Fagociti (Neutrofili e Macrofagi). Processo di inglobamento della particella nel vacuolo. Attraverso questo processo vengono fatti passare gli enzimi che disgregano la particella che viene digerita ed in seguito assorbita.

Celialchia

Celialchia: Malattia del mal assorbimento.

Digestione extracellulare

Si compie all’esterno delle cellule, in una cavità digerente (o gastrovascolare) dove agiscono gli enzimi. Le fasi in cui si compie la digestione sono 4:

• Ingestione attraverso un’apertura del corpo (bocca).
• Demolizione meccanica e chimica svolta da enzimi digestivi.
• Assorbimento dei nutrienti.
• Eliminazione delle sostanze non digerite.

Le strutture specializzate per compiere la digestione costituiscono: Apparato digerente.

Tubo digerente

Solo quando l’organismo ha 2 aperture (bocca – ano). Questo tubo può essere:

• Rettilineo: Bocca e ano contrapposti.
• A “U”: Bocca e ano vicini.

I tubi digerenti sono lunghi e complessi. I carnivori hanno il tubo digerente più corto degli erbivori perché l’enzima che digerisce la carne si trova fisicamente prima di tutti gli altri. Villi intestinali: Frange dell’intestino.

Respirazione

Processo biochimico degli organismi attraverso il quale l’ossidazione dei composti organici si completa con la Riduzione, ovvero un’addizione di elettroni all’ossigeno. Il metabolismo aerobico consuma O e produce CO (Biossido di carbonio o Anidride Carbonica).

Funzione e scambio dei gas

Respirazione: Funzione biologica di scambio dei gas fra un organismo e l’ambiente esterno, con l’assorbimento dell’ossigeno e l’emissione di anidride carbonica (CO₂). Lo scambio dei gas avviene per diffusione attraverso la membrana, le superfici respiratorie sono umide e i gas devono essere disciolti in un liquido.

• Far passare un mezzo in cui sono presenti gas specifici su una determinata superficie.
• Questi gas respiratori devono entrare nell’organismo e nella cellula (entrano e lasciano l’organismo).
• Respirazione cellulare.

Respirazione cellulare

Respirazione cellulare (o fosforilazione ossidativa): Processo metabolico nel quale i nutrimenti, ridotti dalla digestione a componenti elementari (quali zuccheri semplici, aminoacidi e acidi grassi), vengono demoliti in molecole ancora più semplici, ottenendo energia disponibile alla cellula sotto forma di ATP. È un processo esotermico di ossidoriduzione (trasferimento di calore dal sistema all’ambiente). Si tratta di una combustione controllata (è una catena di reazioni in cui i prodotti di un passaggio sono utilizzati come reagenti per il passo successivo).

ATP e ADP

ATP (Adenina Trifosfato): Molecola con cui viene temporaneamente immagazzinata l’energia ottenuta dalla respirazione cellulare. ADP (Adenina Difosfato): Solitamente derivante dall’ATP per perdita di un gruppo di fosfato con conseguente liberazione di energia. Esso avviene a causa dei legami instabili tra il 2^° gruppo P (Fosfato) e il 3^° gruppo dell’ATP che si possono rompere facilmente nella cellula con l’aiuto di un enzima. Viene poi riutilizzato nella cellula per ricreare l’ATP. In sintesi, quando occorre energia (in una reazione endoergonica o anabolica) dall’ATP si stacca, per idrolisi, il gruppo fosfato terminale. In questo modo l’ATP si trasforma in ADP.

In ambiente acquatico

• Viscosità elevata.
• Concentrazione O bassa (30-50 ml/l) e varia con:
  • Salinità (Quantità di O in mare 4 - 8 ml/L).
  • Temperatura: Aumento della temperatura in acqua riduzione della quantità di ossigeno.
  • O è meno idrosolubile della CO₂.
  • O è meno liposolubile della CO.
  • L’efficienza di distribuzione dell’ossigeno è molto bassa.
  • O basso tasso di diffusione nei liquidi.
  • La massima distanza che O può percorrere per diffusione è minore di 1 mm.

Fattori che influenzano gli scambi gassosi

• Rapporto Superficie/Volume.
• Forma e dimensione del corpo.
• Fabbisogno metabolico.