Zoologia, sistemi principali

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:

1. Ingestione attraverso un'apertura del corpo (bocca)
2. Demolizione meccanica e chimica svolta da enzimi digestivi
3. Assorbimento dei nutrienti
4. 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)2

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 (o FOSFORELAZIONE 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 (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:

1. Viscosità elevata
2. 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.
3. O è meno idrosolubile della CO2
4. O è meno liposolubile della CO
5. L'efficienza di distribuzione dell'ossigeno è molto bassa
6. O basso tasso di diffusione nei liquidi
7. La massima distanza che O può percorrere per diffusione è minore di 1 mm.
8. Gli scambi gassosi dipendono da:
   1. Rapporto Superficie/Volume
   2. Forma e dimensione del corpo
   3. Fabbisogno metabolico
9. Gli scambi gassosi, attraverso la superficie corporea, avvengono se vi è:
   1. Ampia superficie di scambio
   2. Minima distanza tra superficie corporea e tessuti interni
   3. Ventilazione mediante movimento corporeo e ciglia.

APPARATI RESPIRATORI

1. Cute
2. Branchie

1. Polmoni di diffusione
2. Polmoni di ventilazione
3. Trachee (Artropodi, Insetti)

ORGANI RESPIRATORI

1. Ampia superficie a contatto con l'ambiente
2. Epitelio di rivestimento sottilissimo
3. Strettamente correlati con apparato di distribuzione

RESPIRAZIONE IN AMBIENTE ACQUATICO

Branchie: Espansioni lamellari ramificate e riccamente vascolarizzate (rivestimento: epitelio sottilissimo)

Branchia: Acqua, superficie ripiegata (dove avvengono gli scambi), lamine.

Possano essere:

1. Esterne: Sporgono sulla superficie del corpo
2. Interne: Delicate, fragili, sottili. Sono protette in ripiegature da qualche struttura (opercolo nei pesci)

L'acqua circola nelle branchie per circolo d'acqua o per volere del pesce. Movimenti muscolari o ciliari.

Strutture che servono a far scorrere fluidi sopra la superficie cellulare con scambio continuo quindi tanta O2 e poca CO2.

RESPIRAZIONE IN AMBIENTE TERRESTRE

O2 e CO2 si diffondono rapidamente nell'aria.

Maggior concentrazione

di ossigeno- L'aria è più leggera dell'acqua Meno dispendio energetico per ventilareLa branchia è un sistema che non può funzionare sulla terra perché vi sarebbe un'eccessiva perdita di acqua per evaporazione che porterebbe al collasso dell'organismo.

PIGMENTI RESPIRATORI

1. Grosse molecole con ioni metallici (rame o ferro)
2. Catturano O dall'ambiente e lo cedono ai tessuti
3. Disciolti nel sangue (invertebrati)
4. Associati ai globuli rossi (vertebrati) Emocianina Cu - Emoglobina Fe

CIRCOLAZIONE E SISTEMI DI TRASPORTO

L'Apparato circolatorio o cardiovascolare è l'insieme degli organi deputati al trasporto di fluidi diversi, come il sangue o più generale, la linfa, che hanno il compito primario di apportare alle cellule dell'organismo gli elementi necessari al loro sostentamento.

Funzioni:

1. Distribuzione sostanze nutrienti
2. Distribuzione dei gas respiratori
3. Distributore messaggeri chimici

1. Ormoni
2. Raccolta di sostanze di rifiuto
3. Distribuzione di calore
4. Mantenimento equilibrio omeostatico (Funzione tampone)
5. Difesa immunitaria

Negli Organismi unicellulari:

• Distribuzione di sostanze per Ciclosi.
• Eliminazione di scorie e scambi gassosi per diffusione e trasporto attraverso le membrane cellulari.

Negli animali piccoli, senza cavità interne: liquidi intestinali.

Negli Organismi pluricellulari:

Organismi più grandi e con specifiche esigenze metaboliche hanno un sistema di trasporto per diffusione.

Apparato circolatorio formato da un liquido che circola nei vasi e da un muscolo che pompa il liquido.

Il sistema circolatorio diventa indispensabile quando gli animali crescono di dimensioni ed hanno un basso rapporto S/V

Liquidi interstiziali + Liquidi delle cavità + Liquidi circolanti (Sangue o Emolinfa)

Il sistema circolatorio è composto da:

1. Organo propulsore (Cuore)
2. Tratto più o meno vasto di un vaso con muscolatura sviluppata.

contrazione spinge il fluido in una certa direzione.

2. Strutture tubulari (Vasi)

3. Membrane di controllo direzionale del flusso (Valvole)

Direzionano il liquido all'interno dei vasi

Arterie Sangue lontano dal cuore. Resistenza a pressioni e velocità elevate.Parete sostenuta da fibre elastiche e muscolari. Lume interno rivestito da Endotelio.

Vene Sangue verso il cuore Basse pressioni e velocità.Capillari Solo scambio di sostanze nutrienti o gas

TIPI DI CIRCOLAZIONE

I sistemi circolatori degli animali possono essere raggruppati in 2 principali categorie:

1. Sistemi chiusi (Uomo e quasi tutti i mammiferi)Il sangue scorre all'interno di vasi (vene, arterie e capillari) che lo portano in tutto il corpo.Composizione del liquido costante. La circolazione è rapida ed il flusso sanguigno è regolabile,ovvero indirizzato verso i tessuti con maggior necessità di sostanze o ossigeno. Massima pressione

2. Sistemi aperti (Tipico degli insetti)Non

c'è differenza fra liquido circolante e liquido interstiziale che bagna le cellule. (Seni o lacune emali) Il fluido circolante nei sistemi aperti si dice Emolinfa. Gli spazi che circondano gli organi sono bagnati dall'emolinfa. Il sangue scorre libero negli spazi intercellularie fra i tessuti. Minima pressione. Animali come Spugne, Echinodermi, Cnidari, Nematodi e Vermi piatti NON hanno un sistema circolatorio, il cibo attraverso la bocca viene modificato in molecole nutritive e arriva direttamente alle cellule (Platelminti: Sistema digestivo ramificato).

ESCREZIONE
L'escrezione è il processo che porta alla eliminazione dei cataboliti azotati. Cataboliti azotati: Prodotti di rifiuto del catabolismo delle proteine e degli acidi nucleici. Queste molecole azotate escono dai liquidi extracellulari. Se la concentrazione della cellula sale questa non escono più. Negli animali in cui tale eliminazione non può avvenire per diffusione esistono degli organi.

escretori e un apparato escretore. Serve anche a regolare l'equilibrio idro-salino dei liquidi extracellulari degli organismi (Osmoregolazione). Il nostro apparato escretore sono i reni.

FUNZIONI DELL'APPARATO

1. Eliminazione dei prodotti metabolici
2. Regolazione della concentrazione dei Sali disciolti
3. Compensazione dell'acqua perduta o acquisita

Escrezione e defecazione sono due cose assolutamente diverse:

Escrezione: Eliminazione di molecole prodotte dalle cellule

Defecazione: Eliminazione dei materiali non digeriti e/o non assorbiti

La maggior parte dei prodotti del catabolismo azotato si presenta sotto forma di ammoniaca (NH3). Un gas molto solubile in acqua ma tossico a determinate concentrazioni (Deve quindi essere espulso). Negli animali terrestri l'ammoniaca è trasformata in urea o in acido urico. Gli animali acquatici possono secretare ammoniaca. Gli animali terrestri invece devono risparmiare acqua quindi l'ammoniaca si sintetizza in urea o acido urico.

Attraverso trasformazioni chimiche. È un processo molto dispendioso dal punto di vista energetico ma solo in questo modo l'animale può risparmiare acqua. Entrambi (urea e acido urico) sono meno tossici e quindi richiedono meno acqua per essere eliminati. L'urina di animali che secretano acido urico è praticamente solida. Diverse soluzioni in funzione dell'ambiente:

1. Ammoniaca (Animali ammoniotelici)
2. Urea (Ureotelici)
3. Acido urico (Uricotelici)
4. Guanina

Per eliminare 1g di N, sono necessari 400 ml di H2O.

Sangue Liquido celomatico Riassorbimento selettivo (ciò