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biologia |
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Sistemi digerente ed escretore
Digestione: Processo attraverso il quale avviene la scissione delle sostanze nutritive ingerite in molecole che possono essere distribuite ed utilizzate dalle cellule del corpo.
Il tubo digerente nei vertebrati è un lungo canale che si
estende dalla bocca all'ano. Nel sistema digerente sono comprese anche
le ghiandole salivari, il pancreas, il fegato e la cistifellea.
Organi per la produzione di enzimi e sostanze essenziali per la digestione.
Demolizione delle molecole del cibo Assorbimento all'interno del corpo
Canale digerente: Bocca, Faringe, Esofago, Stomaco, Intestino tenue, Intestino crasso e Ano.
L'epitelio del canale digerente secerne molto muco. Il canale digerente è costituito per la sua maggior parte da due strati muscolari lisci: uno interno con fasce muscolari disposte in modo circolare ed uno esterno con fasce muscolari disposte longitudinalmente.
Contrazioni coordinate di questi muscoli formano un movimento detto peristalsi che consente il trasporto del cibo. In alcuni punti del canale vi sono fasce muscolari più consistenti dette sfinteri che hanno la funzione di valvole che controllano il passaggio del cibo.
All'interno della bocca vi sono delle ghiandole dette ghiandole salivari in grado di secernere la saliva che ha la funzione di inumidire il cibo. Negli uomini e negli animali che masticano il cibo, nella saliva è presente un enzima detto amilasi che comincia il processo di demolizione degli amidi.
Dalla bocca il cibo viene spinto verso l'esofago, un tubo muscolare lungo negli adulti circa 25 cm. La deglutizione è il passaggio del cibo attraverso l'esofago. L'esofago dell'uomo è costituito da un muscolo striato nella parte superiore e da un muscolo liscio nella parte inferiore.
Lo stomaco è un organo con la funzione di accumulo e liquefazione del cibo. Questo organo ha la forma di un sacco e può contenere da 2 a 4 litri di cibo.
Lo strato mucoso dello stomaco contiene molte fossette gastriche.
Le cellule epiteliali dello stomaco secernono muco, acido cloridrico (HCl) e pepsiogeno. Questi composti vengono detti succhi gastrici e rendono il contenuto dello stomaco acido. L'HCl ha la funzione di eliminare i batteri presenti nel cibo e la funzione di eliminare la sostanza cementante posta tra le cellule. Un'altra funzione dell'HCl è di trasformare il pepsiogeno in pepsina, che idrolizza le proteine in peptidi.
L'attività dello stomaco è influenzata anche dal sistema nervoso e da quello endocrino.
La presenza di cibo proteico nello stomaco provoca la produzione di un ormone detto gastrina. Questo ormone fa aumentare la produzione degli acidi gastrici.
Alla fine dei processi il cibo viene trasformato dallo stomaco in una massa semiliquida che passa per peristalsi attraverso lo sfintere pilorico, una specie di valvola che separa lo stomaco dall'intestino tenue.
Nell'intestino tenue viene completata la scissione del cibo.
L'intestino tenue è costituito da pieghe circolari della sottomucosa, estensioni digitiformi della mucosa, dette villi e delle proiezioni citoplasmatiche presenti sulle cellule epiteliali, dette microvilli, che consentono di estendere enormemente la superficie dell'intestino.
Il duodeno è la parte superiore del dell'intestino tenue ed è lungo circa 25 cm ed è la parte più attiva dell'intestino tenue per quanto riguarda la digestione.
L'intestino tenue riceve dal pancreas un liquido alcalino che consente di abbassare l'acidità del cibo passato dallo stomaco e della bile, un liquido ricevuto dal fegato e accumulato nella cistifellea.
La bile ha la funzione di rendere il grasso in piccole goccioline in modo che si abbia una maggior superficie d'attacco per gli enzimi. I liquidi raggiungono l'intestino tenue attraverso dei condotti che sfociano in un condotto principale lungo circa 10 cm.
Nell'intestinuo tenue, l'amilasi, dalla bocca, continua il processo di demolizione degli amidi e subentra la lipasi che idrolizza i grassi in glicerolo e in acidi grassi.
Degli enzimi specializzati scindono i disaccaridi in monosaccaridi che vengono assorbiti per trasporto attivo e diffusione facilitata.
L'assorbimento di acqua e di sodio continuano all'interno dell' intestino crasso.
Nell'intestino crasso è presente una grande popolazione di batteri tra cui l'E.coli che hanno la funzione di scindere le sostanze alimentari sfuggite alla digestione.
Fa parte dell'intestino crasso un prolungamento, detto appendice, del quale non si sa quale sia la funzione e si pensa sia un ricordo evolutivo degli erbivori. L'infiammazione di questo prolungamento è detta appendicite.
La funzione della digestione è quella di fornire delle molecole organiche da utilizzare come fonte energetica o come materiale grezzo
Le molecole organiche, una volta immesse nel sangue, vanno nel fegato attraverso la vena epatica, un organo che ha la funzione di trasformare i monosaccaridi in glicogeno e grasso. Il grasso viene accumulato nelle cellule adipose e utilizzato quando è necessario.
Le principali molecole presenti negli alimenti sono i carboidrati, le proteine e i grassi. I carboidrati e le proteine forniscono circa la stessa energia mentre i grassi il doppio. Il corpo umano è in grado di sintetizzare 12 delle 20 amminoacidi necessari e perciò le 8 proteine possono essere assunte solo con la dieta. Questi amminoacidi vengono detti amminoacidi essenziali.
Le vitamine sono un gruppo di cellule che le cellule animali non possono produrre e che vengono quindi ingerite direttamente.
Processo attraverso il quale avviene la rimozione dal sangue dei rifiuti prodotti dal metabolismo cellulare.
Il sangue funziona come sistema di rifornimento ed igiene interna. La composizione del sangue è regolata dal sistema escretore.
Nei vertebrati terrestri gli organi più importanti di questo sistema sono i reni.
La regolazione dell'ambiente chimico dai reni risolve tre problemi:
I primi organismi probabilmente erano isotonici e per questo l'acqua in cui stavano non tendeva ne ad entrare ne ad uscire. Gli organismi che passarono nelle acque dolci si trovarono in ambiente ipotonico e quindi l'acqua circostante tendeva ad entrare. Per questo svilupparono dei sistemi per evitare un eccessiva entrata d'acqua. La prima funzione dei reni quindi probabilmente era quella di pompare fuori l'acqua in eccesso. Quando i pesci tornarono nei mari, dovettero superare il problema opposto, cioè evitare l'eccessiva entrata d'acqua per osmosi. Per risolvere a questo problema ritornarono isotonici rispetto all'acqua marina.
Gli animali terrestri, siccome non hanno sempre disponibile l'acqua, devono bilanciare le loro entrate ed uscite di acqua. Il guadagno d'acqua si può ottenere attraverso l'assunzione di liquidi, l'ingestione di cibo o l'ossidazione delle molecole alimentari. La perdita di acqua si ottiene attraverso: l'escrezione delle urine, l'evaporazione dalla pelle e dai polmoni, l'eliminazione delle feci e la secrezione di sudore.
Alcuni animali non necessitano di bere perché attraverso i cibi che mangiano si ricavano i liquidi necessari. Un esempio di animale è il topocanguro che mangia dei semi oleosi.
Un essere umano, ogni giorno, assume circa 2200 ml di acqua, contenuti in cibi e bevande. Dall'ossidazione delle molecole nutritive ottiene circa 350 ml al giorno.
Nei vertebrati la funzione di regolazione dell'ambiente chimico interno è svolta dai reni.
L'unità funzionale del rene è il neurone che è costituito da un ammasso di capillari, il conglomero , e da un lungo e stretto tubo, il tubulo renale, che parte da una struttura a forma di coppa detta capsula di Bowman. Il tubulo renale è fatto da un tubulo prossimale ed uno distale, che nell'uomo e negli altri mammiferi sono collegati tra loro dall'ansa di Henle. Il nefrone termina in un tubo diritto, il dotto collettore.
L'urina si forma nei nefroni dal tubo collettore nell'uretere e poi nella vescica, in cui si raccoglie fino a che non è eliminata attraverso l'uretra.
Il plasma sanguigno è spinto attraverso i capillari glomerulari, effettuando un processo detto filtrazione.
Il secondo processo nella formazione dell'urina è la secrezione nella quale le molecole rimaste nel plasma, vengono rimosse dai capillari peritubulari.
Il terzo processo è quello di riassorbimento. Durante questo processo una parte d'acqua e di soluti ritorna nei capillari peritubulari.
L'ultimo processo è quello della escrezione, con il quale l'urina viene espulsa attraverso l'uretra.
Vi sono diversi ormoni in grado di influenzare la composizione dell'urina.
L'ormone antidiuretico (ADH) per esempio è un ormone che si forma nell'ipotalamo e viene liberato dall'ipofisi e che provoca una minor produzione di urina che però è ipertonica.
L'aldosterone si forma sulla corteccia surrenale e causa un aumento dell'assorbimento degli ioni sodio e la secrezione di ioni potassio.
Il peptide cardiaco si forma negli arti del cuore e fa aumentare l'escrezione sia di sodio che di acqua.
Il dromedario può stare senza bere 1-3 settimane. La sua urina è molto più concentrati di quella dell'uomo. Si pensa che possano stare per così tanto tempo senza bere a causa della gobba costituita da uno strado di grasso che quindi isola il corpo dal calore del sole.
Il topo canguro è un animale che risparmia moltissimo per quanto riguarda l'eliminazione di acqua.
Questo infatti non ha ghiandole sudoripare, le sue feci hanno un basso contenuto d'acqua e l'acqua che espelle per la respirazione viene quasi tutta recuperata, siccome condensa sul suo lungo naso.
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