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17.1.4: Absorción de agua - Biología

17.1.4: Absorción de agua - Biología


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Objetivos de aprendizaje

  • Explica la función de los pelos radiculares.
  • Defina la presión de la raíz y explique su mecanismo.
  • Compare las tres vías del movimiento del agua a través de las raíces e identifique cada tipo de célula o tejido involucrado.

La mayoría de las plantas obtienen el agua y los minerales que necesitan de sus raíces. El agua se mueve desde el suelo hasta las raíces, los tallos y finalmente las hojas, donde ocurre la transpiración. Las raíces absorben suficiente agua para compensar la pérdida de agua por transpiración. La rápida absorción se ve favorecida por Raíz del cabello, que se extienden desde las células epidérmicas, aumentando el área de superficie (Figura ( PageIndex {1} )). Como se discutió anteriormente en este capítulo, las raíces extraen agua del suelo porque tienen un potencial hídrico menor que el suelo. Gran parte de esta diferencia en el potencial hídrico es un resultado indirecto de la transpiración, pero las raíces también pueden generar agua al disminuir el potencial de solutos.

Presión de la raíz

Cuando una planta de tomate se corta con cuidado cerca de la base del tallo, la savia rezuma del muñón (Figura ( PageIndex {2} )). El líquido sale porque las raíces absorben agua constantemente, la atraen hacia el cilindro vascular y la empujan hacia arriba por el xilema. Se llama rosin presion, y es creado por la presión osmótica de los solutos atrapados en el cilindro vascular por el Franja de Casparia.

Aunque la presión de la raíz juega un papel pequeño en el transporte de agua en el xilema en algunas plantas y en algunas estaciones, no representa la mayor parte del transporte de agua. Como evidencia, pocas plantas desarrollan presiones radiculares superiores a ~ 0,2 kPa, y algunas no desarrollan ninguna presión radicular. Además, el volumen de fluido transportado por la presión de las raíces no es suficiente para explicar el movimiento medido del agua en el xilema de la mayoría de los árboles y enredaderas. Además, las mayores presiones radiculares ocurren en la primavera, pero el agua se mueve a través del xilema con mayor rapidez en el verano (cuando la transpiración es alta).

Como se discutió en la sección Teoría de la cohesión-tensión, la transpiración, en lugar de la presión de la raíz, es típicamente la fuerza impulsora para el movimiento ascendente del agua en una planta. Sin embargo, cuando las tasas de transpiración son muy bajas, como en climas fríos y húmedos, la presión de la raíz empuja el agua hacia el xilema más rápido de lo que el agua se pierde a través de los estomas. Como resultado, las gotas de agua son expulsadas por las aberturas en el margen de la hoja, un fenómeno llamado evisceración (Figura ( PageIndex {3} )). Las gotas que resultan de la evisceración no deben confundirse con las gotas de rocío, que resultan de la condensación del vapor de agua cuando el aire se enfría y tiene menos capacidad para retener agua. En otras palabras, la evisceración resulta del agua que estaba dentro de la planta, pero las gotas de rocío se forman a partir del vapor de agua que estaba en el aire circundante.

Vías de movimiento del agua

El agua puede moverse a través de las raíces por tres vías separadas: apoplasto, simplastos y transmembrana (transcelular). En el vía apoplasto (ruta apoplásica), el agua se mueve a través de los espacios entre las células y en las paredes de las mismas. En el vía symplast (ruta simplástica), el agua pasa del citoplasma al citoplasma a través de plasmodesmos (Figura ( PageIndex {4} )). En el vía transmembrana, el agua atraviesa las membranas plasmáticas, entrando y saliendo de cada célula. El agua que se mueve a través de la vía transmembrana se mueve tanto a través del simplasto (citoplasmas interconectados) como del apoplasto (paredes celulares y espacios entre las células). El agua también puede atravesar el tonoplasto y entrar en la vacuola central como parte de la vía transmembrana.

El agua del suelo es absorbida por los pelos de la raíz de la epidermis y luego se mueve a través de la corteza a través de una de las tres vías. Sin embargo, el límite interno de la corteza, el endodermis, es impermeable al agua debido a la franja de Casparian. Independientemente de cómo se haya movido el agua hasta este punto (apoplasto, simplastos, transmembrana), debe entrar en los citoplasmas de las células endodérmicas. Desde aquí puede pasar a través de plasmodesmos a las células del cilindro vascular (estela). Una vez dentro, el agua vuelve a ser libre de moverse a través del apolast, el symplast o ambos (transmembrana).

Una vez en el xilema, el agua con los minerales que se han depositado en él (así como las moléculas orgánicas ocasionales suministradas por el tejido de la raíz) se mueven hacia arriba en los elementos de los vasos y las traqueidas. En cualquier nivel, el agua puede salir del xilema y pasar lateralmente para suplir las necesidades de otros tejidos. En las hojas, el xilema pasa al pecíolo y luego a las venas de la hoja. El agua sale de las venas más finas y entra en las células de las capas esponjosas y empalizadas. Aquí parte del agua puede usarse en el metabolismo, pero la mayor parte se pierde con la transpiración.

La figura ( PageIndex {4} ) ilustra los minerales que se mueven a través del apoplasto o simplastos, pero los minerales normalmente se mueven a través del simplastos. Los minerales ingresan a la raíz por transporte activo en el simplato de las células epidérmicas y se mueven hacia y hacia el cilindro vascular a través de los plasmodesmos que conectan las células. Entran en las células conductoras del xilema desde el periciclo y otras células del parénquima a través del transporte activo a través de canales transmembrana especializados.


17.1.4: Absorción de agua - Biología

La diarrea es un aumento en el volumen de las heces o en la frecuencia de la defecación. Es uno de los signos clínicos más comunes de enfermedad gastrointestinal, pero también puede reflejar trastornos primarios fuera del sistema digestivo. Ciertamente, los trastornos que afectan tanto al intestino delgado como al grueso pueden provocar diarrea.

Para muchas personas, la diarrea representa un inconveniente o molestia ocasional; sin embargo, al menos 2 millones de personas en el mundo, en su mayoría niños, mueren cada año a causa de las consecuencias de la diarrea.

Existen numerosas causas de diarrea, pero en casi todos los casos, este trastorno es una manifestación de uno de los cuatro mecanismos básicos que se describen a continuación. También es habitual que más de uno de los cuatro mecanismos esté implicado en la patogenia de un caso determinado.

Diarrea osmótica

La absorción de agua en los intestinos depende de la absorción adecuada de solutos. Si se retienen cantidades excesivas de solutos en la luz intestinal, no se absorberá agua y se producirá diarrea. La diarrea osmótica suele ser el resultado de una de dos situaciones:

  • Ingestión de un sustrato mal absorbido: La molécula infractora suele ser un carbohidrato o un ion divalente. Los ejemplos comunes incluyen manitol o sorbitol, sal de Epson (MgSO 4) y algunos antiácidos (MgOH 2).
  • Malabsorción: La incapacidad para absorber ciertos carbohidratos es el déficit más común en esta categoría de diarrea, pero puede resultar virtualmente en cualquier tipo de malabsorción. Un ejemplo común de malabsorción, que afecta a muchos adultos, humanos y mascotas, es la intolerancia a la lactosa como resultado de una deficiencia en la enzima lactasa del borde en cepillo. En tales casos, se consume una cantidad moderada de lactosa (generalmente como leche), pero el epitelio intestinal es deficiente en lactasa y la lactosa no se puede hidrolizar eficazmente en glucosa y galactosa para su absorción. La lactosa osmóticamente activa se retiene en la luz intestinal, donde "retiene" el agua. Para colmo de males, la lactosa no absorbida pasa al intestino grueso donde es fermentada por las bacterias del colon, lo que produce una producción excesiva de gas.

Una característica distintiva de la diarrea osmótica es que se detiene después de que el paciente hace ayuno o deja de consumir el soluto mal absorbido.

Diarrea secretora

Normalmente se secretan grandes volúmenes de agua en la luz del intestino delgado, pero una gran mayoría de esta agua se absorbe de manera eficiente antes de llegar al intestino grueso. La diarrea ocurre cuando la secreción de agua en la luz intestinal excede la absorción.

Muchos millones de personas han muerto a causa de la diarrea secretora asociada con el cólera. El organismo responsable, Vibrio cholerae, produce la toxina del cólera, que activa fuertemente la adenilil ciclasa, provocando un aumento prolongado de la concentración intracelular de AMP cíclico dentro de los enterocitos de las criptas. Este cambio da como resultado la apertura prolongada de los canales de cloruro que son fundamentales en la secreción de agua de las criptas, lo que permite la secreción incontrolada de agua. Además, la toxina del cólera afecta el sistema nervioso entérico, lo que resulta en un estímulo de secreción independiente.

La exposición a toxinas de varios otros tipos de bacterias (por ejemplo, la toxina termolábil de E. coli) induce la misma serie de pasos y una diarrea secretora masiva que a menudo es letal a menos que la persona o el animal sean tratados de forma agresiva para mantener la hidratación.

Además de las toxinas bacterianas, una gran cantidad de otros agentes pueden inducir diarrea secretora activando la maquinaria secretora intestinal, que incluyen:

  • algunos laxantes
  • hormonas secretadas por ciertos tipos de tumores (por ejemplo, péptido intestinal vasoactivo)
  • una amplia gama de medicamentos (por ejemplo, algunos tipos de medicamentos para el asma, antidepresivos, medicamentos para el corazón)
  • ciertos metales, toxinas orgánicas y productos vegetales (por ejemplo, arsénico, insecticidas, toxinas de hongos, cafeína)

En la mayoría de los casos, las diarreas secretoras no se resuelven durante un ayuno de 2-3 días.

Diarrea inflamatoria e infecciosa

El epitelio del tubo digestivo está protegido de las agresiones por una serie de mecanismos que constituyen la barrera gastrointestinal, pero como muchas barreras, puede romperse. La alteración del epitelio del intestino debido a patógenos microbianos o virales es una causa muy común de diarrea en todas las especies. La destrucción del epitelio da como resultado no solo la exudación de suero y sangre hacia la luz, sino que a menudo se asocia con una destrucción generalizada del epitelio absorbente. En tales casos, la absorción de agua ocurre de manera muy ineficiente y se produce diarrea. Los ejemplos de patógenos asociados con frecuencia con la diarrea infecciosa incluyen:

  • Bacterias: Salmonella, E. coli, Campylobacter
  • Virus: rotavirus, coronavirus, parvovirus (caninos y felinos), norovirus
  • Protozoos: especies de coccidios, Cryptosporium, Giardia

La respuesta inmune a las condiciones inflamatorias en el intestino contribuye sustancialmente al desarrollo de la diarrea. La activación de los glóbulos blancos los lleva a secretar mediadores inflamatorios y citocinas que pueden estimular la secreción, imponiendo de hecho un componente secretor sobre una diarrea inflamatoria. Las especies reactivas de oxígeno de los leucocitos pueden dañar o matar las células epiteliales intestinales, que son reemplazadas por células inmaduras que típicamente son deficientes en las enzimas del borde en cepillo y los transportadores necesarios para la absorción de nutrientes y agua. De esta forma, los componentes de una diarrea osmótica (malabsorción) se suman al problema.

Diarrea asociada con trastornos de la motilidad

Para que los nutrientes y el agua se absorban de manera eficiente, el contenido intestinal debe exponerse adecuadamente al epitelio de la mucosa y retenerse el tiempo suficiente para permitir la absorción. Los trastornos de la motilidad que aceleran el tiempo de tránsito podrían disminuir la absorción, lo que provocaría diarrea incluso si el proceso de absorción en sí se desarrollaba correctamente.

En muchos tipos de diarrea se observan alteraciones en la motilidad intestinal (generalmente aumento de la propulsión). Lo que generalmente no está claro, y es muy difícil de demostrar, es si las alteraciones primarias de la motilidad son en realidad la causa de la diarrea o simplemente un efecto.


Modificación con ácido tánico de nanopartículas metálicas: posibilidad de nuevas aplicaciones antivirales

Malgorzata Krzyzowska,. Jaroslaw Grobelny, en nanoestructuras para medicina oral, 2017

2.1 Taninos

Los taninos son derivados fenólicos solubles en agua que las plantas superiores sintetizan y acumulan naturalmente como productos metabólicos secundarios. Desde el punto de vista químico, los taninos son polifenoles con pesos moleculares entre 500 y 3000 Da. En complejos con sacáridos, alcaloides y proteínas, su peso molecular puede aumentar incluso hasta 20.000 Da (Haslam Edwin, 1998) que exhiben reacciones características para los fenoles. La estructura química del ácido tánico depende de las especies de plantas que producen el compuesto. Actualmente, se han aislado y caracterizado químicamente más de 8000 taninos diferentes. Sin embargo, ciertamente hay muchos más taninos con estructuras químicas que aún no se han determinado con precisión.

Todos los taninos tienen algunas características comunes, que permiten clasificar este tipo de compuestos en dos grupos principales, tres tipos de taninos hidrolizables: galotaninos, elagitaninos y taninos complejos (derivados de azúcares, principalmente glucosa, ácido gálico y derivados elágicos) y taninos condensados. (no hidrolizables) llamadas procianidinas que contienen una cadena de carbono condensada típica de los flavonoides (Khanbabaee y Van Ree, 2001). Los taninos condensados ​​son mucho más resistentes a la degradación microbiana que los taninos hidrolizables y exhiben una actividad antibacteriana, antiviral y antifúngica más fuerte.

La estructura química de los taninos determina su actividad biológica. Además, los taninos pueden actuar como potencial: agente quelante de iones metálicos, antioxidante biológico o, según su concentración, como agente complejante o precipitante (en concentraciones bajas como agente complejante y en altas como agente precipitante). Debido a la variedad de posibles estructuras de taninos y diversos efectos biológicos, es difícil predecir los efectos de los taninos en cualquier organismo vivo. La combinación de taninos y NP metálicos también se presenta muy débilmente en la literatura. Sin embargo, la combinación de taninos con NP metálicas le permite preparar nuevos tipos de nanomateriales con mejor actividad antimicrobiana de las NP y las propiedades antiinflamatorias del ácido tánico.


Control neuronal de la termorregulación

El sistema nervioso es importante para termorregulación. Los procesos de homeostasis y control de la temperatura se centran en el hipotálamo del cerebro animal avanzado.

Pregunta de práctica

Figura 1. El cuerpo puede regular la temperatura en respuesta a las señales del sistema nervioso.

Cuando los leucocitos destruyen las bacterias, los pirógenos se liberan en la sangre. Los pirógenos restablecen el termostato del cuerpo a una temperatura más alta, lo que provoca fiebre. ¿Cómo pueden los pirógenos hacer que aumente la temperatura corporal?

El hipotálamo mantiene el punto de ajuste de la temperatura corporal a través de reflejos que provocan vasodilatación y sudoración cuando el cuerpo está demasiado caliente, o vasoconstricción y escalofríos cuando el cuerpo está demasiado frío. Responde a las sustancias químicas del cuerpo. Cuando una bacteria es destruida por leucocitos fagocíticos, se liberan a la sangre sustancias químicas llamadas pirógenos endógenos. Estos pirógenos circulan hacia el hipotálamo y restablecen el termostato. Esto permite que la temperatura corporal aumente en lo que comúnmente se llama fiebre. Un aumento de la temperatura corporal hace que se conserve el hierro, lo que reduce un nutriente que necesitan las bacterias. Un aumento en el calor corporal también aumenta la actividad de las enzimas y las células protectoras del animal al tiempo que inhibe las enzimas y la actividad de los microorganismos invasores. Finalmente, el calor mismo también puede matar al patógeno. Una fiebre que alguna vez se pensó que era una complicación de una infección, ahora se entiende como un mecanismo de defensa normal.


Diferentes células tienen varios mecanismos para controlar el volumen celular

Las células animales se hincharán cuando se coloquen en una solución hipotónica (es decir, una en la que la concentración de solutos es más bajo que en el citosol). Algunas células, como los eritrocitos, estallarán cuando el agua ingrese en ellas por flujo osmótico. La rotura de la membrana plasmática por un flujo de agua en el citosol se denomina lisis osmótica. Inmersión de todas las células animales en una solución hipertónica (es decir, una en la que la concentración de solutos es más alto que en el citosol) hace que se encojan a medida que el agua los abandona por flujo osmótico. En consecuencia, es esencial que las células animales se mantengan en un medio isotónico, que tiene una concentración de soluto cercana a la del citosol celular (ver figura 5-22).

Incluso en un entorno isotónico, todas las células animales se enfrentan a un problema para mantener su volumen celular. Las células contienen una gran cantidad de macromoléculas cargadas y pequeños metabolitos que atraen iones de carga opuesta (p. Ej., K +, Ca 2+, PO4 3 & # x02212). Recuerde también que hay una fuga lenta de iones extracelulares, particularmente Na + y Cl & # x02212, hacia las células por su gradiente de concentración. Como resultado de estos factores, en ausencia de algún mecanismo compensatorio, la concentración de soluto citosólico aumentaría, provocando un influjo osmótico de agua y finalmente la lisis celular. Para evitar esto, las células animales exportan activamente iones inorgánicos tan rápidamente como se filtran. La exportación de Na + por la bomba de Na + / K + impulsada por ATP juega el papel principal en este mecanismo para prevenir la hinchazón celular. Si las células cultivadas se tratan con un inhibidor que previene la producción de ATP, se hinchan y finalmente estallan, lo que demuestra la importancia del transporte activo para mantener el volumen celular.

A diferencia de las células animales, las células vegetales, algales, fúngicas y bacterianas están rodeadas por una pared celular rígida. Debido a la pared celular, el influjo osmótico de agua que se produce cuando dichas células se colocan en una solución hipotónica (incluso agua pura) conduce a un aumento de la presión intracelular pero no del volumen celular. En las células vegetales, la concentración de solutos (p. Ej., Azúcares y sales) suele ser mayor en la vacuola que en el citosol, que a su vez tiene una concentración de soluto más alta que el espacio extracelular. La presión osmótica, llamada la presión de turgencia, generado por la entrada de agua en el citosol y luego en la vacuola empuja el citosol y la membrana plasmática contra la pared celular resistente. El alargamiento celular durante el crecimiento ocurre por un aflojamiento localizado inducido por hormonas de una región de la pared celular, seguido por la entrada de agua en la vacuola, aumentando su tamaño (ver figura 22-33).

Aunque la mayoría de los protozoos (como las células animales) no tienen una pared celular rígida, muchos contienen una vacuola contráctil que les permite evitar la lisis osmótica. Una vacuola contráctil absorbe agua del citosol y, a diferencia de una vacuola vegetal, descarga periódicamente su contenido mediante la fusión con la membrana plasmática (figura 15-31). Por lo tanto, aunque el agua ingresa continuamente a la célula protozoaria por flujo osmótico, la vacuola contráctil evita que se acumule demasiada agua en la célula y la hinche hasta el punto de estallar.

Figura 15-31.

La vacuola contráctil en Paramecium caudatum, un protozoo ciliado típico, según lo revelado por la microscopía de Nomarski de un organismo vivo. La vacuola se llena mediante canales radiantes que recogen líquido del citosol. Cuando la vacuola está llena, se fusiona para (más.)


Transpiración: ¿qué y por qué?

¿Qué es la transpiración? En las plantas en crecimiento activo, el agua se evapora continuamente de la superficie de las células de las hojas expuestas al aire. Esta agua se reemplaza por una absorción adicional de agua del suelo. El agua líquida se extiende a través de la planta desde el agua del suelo hasta la superficie de la hoja, donde se convierte de líquido en gas a través del proceso de evaporación. Las propiedades cohesivas del agua (enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua adyacentes) permiten que la columna de agua sea "empujada" hacia arriba a través de la planta a medida que las moléculas de agua se evaporan en la superficie de las células de las hojas. Este proceso se ha denominado Teoría de la cohesión del ascenso de la savia en las plantas.

Imagen de moléculas de agua que salen de los estomas - vista lateral

¿Por qué transpiran las plantas?

Enfriamiento evaporativo: a medida que el agua se evapora o se convierte de líquido a gas en la interfaz de la célula de la hoja y la atmósfera, se libera energía. Este proceso exotérmico utiliza energía para romper los fuertes enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua líquida; la energía utilizada para hacerlo se toma de la hoja y se entrega a las moléculas de agua que se han convertido en moléculas de gas altamente energéticas. Estas moléculas de gas y su energía asociada se liberan a la atmósfera, enfriando la planta.

Acceso a los nutrientes del suelo: el agua que ingresa a la raíz contiene nutrientes disueltos vitales para el crecimiento de las plantas. Se cree que la transpiración mejora la absorción de nutrientes por las plantas.

Entrada de dióxido de carbono: cuando una planta transpira, sus estomas se abren, lo que permite el intercambio de gases entre la atmósfera y la hoja. Los estomas abiertos permiten que el vapor de agua salga de la hoja, pero también permiten que el dióxido de carbono (CO2) entrar. El dióxido de carbono es necesario para que funcione la fotosíntesis. Desafortunadamente, sale mucha más agua de la hoja que CO2 entra por tres razones:

  1. H2Las moléculas de O son más pequeñas que el CO2 moléculas y así se mueven a su destino más rápido.
  2. CO2 es solo alrededor del 0.036% de la atmósfera (¡y en aumento!) Por lo que el gradiente para su entrada a la planta es mucho menor que el gradiente para H2O pasar de una hoja hidratada a una atmósfera seca.
  3. CO2 tiene una distancia mucho más larga que recorrer para llegar a su destino en el cloroplasto desde la atmósfera en comparación con H2O que solo tiene que moverse desde la superficie de las células de la hoja a la atmósfera.

Este intercambio desproporcionado de CO2 y H2O conduce a una paradoja. Cuanto más grande sea la abertura del estoma, más fácil será que el dióxido de carbono entre en la hoja para impulsar la fotosíntesis; sin embargo, esta gran abertura también permitirá que la hoja pierda grandes cantidades de agua y enfrente el riesgo de deshidratación o estrés por déficit hídrico. Las plantas que pueden mantener sus estomas ligeramente abiertos, perderán menos moléculas de agua por cada molécula de CO2 que ingrese y, por lo tanto, tendrán una mayor eficiencia en el uso del agua (pérdida de agua / ganancia de CO2). Las plantas con una mayor eficiencia en el uso del agua pueden resistir mejor los períodos en los que el agua en el suelo es baja.

Absorción de agua: aunque solo menos del 5% del agua absorbida por las raíces permanece en la planta, esa agua es vital para la estructura y función de la planta. El agua es importante para impulsar los procesos bioquímicos, pero también crea turgencia para que la planta pueda permanecer sin huesos.


El agua en ti: el agua y el cuerpo humano

El agua es de hecho esencial para toda la vida sobre, dentro y sobre la Tierra. Esto es importante para usted porque está compuesto principalmente de agua. Descubra lo que hace el agua por el cuerpo humano.

El agua en ti: el agua y el cuerpo humano

El agua cumple una serie de funciones esenciales para que todos sigamos

Piense en lo que necesita para sobrevivir, realmente solo sobrevivir. ¿Comida? ¿Agua? ¿Aire? ¿Facebook? Naturalmente, me voy a concentrar en el agua aquí. El agua es de gran importancia para todos los seres vivos en algunos organismos, hasta el 90% de su peso corporal proviene del agua. Hasta el 60% del cuerpo humano adulto es agua.

Según H.H. Mitchell, Journal of Biological Chemistry 158, el cerebro y el corazón están compuestos por un 73% de agua y los pulmones son aproximadamente un 83% de agua. La piel contiene un 64% de agua, los músculos y los riñones un 79%, e incluso los huesos son acuosos: un 31%.

Cada día, los humanos deben consumir una cierta cantidad de agua para sobrevivir. Por supuesto, esto varía según la edad y el género, y también según el lugar donde vive alguien. Generalmente, un macho adulto necesita alrededor de 3 litros (3,2 cuartos) por día, mientras que una hembra adulta necesita alrededor de 2,2 litros (2,3 cuartos) por día. Toda el agua que necesita una persona no tiene que provenir de beber líquidos, ya que parte de esta agua está contenida en los alimentos que comemos.

El agua cumple una serie de funciones esenciales para que todos sigamos

  • Un nutriente vital para la vida de cada célula, actúa primero como material de construcción.
  • Regula nuestra temperatura corporal interna mediante la sudoración y la respiración.
  • Los carbohidratos y proteínas que nuestro cuerpo usa como alimento son metabolizados y transportados por el agua en el torrente sanguíneo.
  • Ayuda a eliminar los desechos principalmente a través de la micción.
  • actúa como un amortiguador para el cerebro, la médula espinal y el feto
  • forma saliva
  • lubrica las articulaciones

Según el Dr. Jeffrey Utz, Neurociencia, Pediatría, Universidad de Allegheny, diferentes personas tienen diferentes porcentajes de sus cuerpos compuestos de agua. Los bebés son los que más, nacen en aproximadamente el 78%. Al año de edad, esa cantidad se reduce a aproximadamente el 65%. En los hombres adultos, aproximadamente el 60% de sus cuerpos son agua. Sin embargo, el tejido graso no tiene tanta agua como el tejido magro. En las mujeres adultas, la grasa constituye más parte del cuerpo que los hombres, por lo que aproximadamente el 55% de su cuerpo está compuesto de agua. Por lo tanto:

  • Los bebés y los niños tienen más agua (como porcentaje) que los adultos.
  • Las mujeres tienen menos agua que los hombres (como porcentaje).
  • Las personas con más tejido graso tienen menos agua que las personas con menos tejido graso (como porcentaje).

Simplemente no habría ningún tú, yo o Fido el perro sin la existencia de un amplio suministro de agua líquida en la Tierra. Las cualidades únicas y propiedades del agua son las que la hacen tan importante y básica para la vida. Las células de nuestro cuerpo están llenas de agua. La excelente capacidad del agua para disolver tantas sustancias permite que nuestras células utilicen valiosos nutrientes, minerales y productos químicos en procesos biológicos.

La "pegajosidad" del agua (de tensión superficial) juega un papel en la capacidad de nuestro cuerpo para transportar estos materiales a través de nosotros mismos. Los carbohidratos y las proteínas que nuestro cuerpo usa como alimento son metabolizados y transportados por el agua en el torrente sanguíneo. No menos importante es la capacidad del agua para transportar material de desecho fuera de nuestro cuerpo.


Fotosistema I

Los procesos de absorción de luz asociados con la fotosíntesis tienen lugar en grandes complejos de proteínas conocidos como fotosistemas. El conocido como Fotosistema I contiene un dímero de clorofila con un pico de absorción a 700 nm conocido como P700.

El fotosistema I utiliza un complejo de antenas para recolectar energía luminosa para la segunda etapa del transporte de electrones no cíclico. Recoge electrones energéticos del proceso de la primera etapa que se alimenta a través del Fotosistema II y utiliza la energía de la luz para impulsar aún más la energía de los electrones para lograr el objetivo final de proporcionar energía en forma de coenzimas reducidas al ciclo de Calvin.

El boceto de arriba muestra la configuración del Fotosistema I en el proceso de transporte de electrones que proporciona recursos energéticos para el ciclo de Calvin.

El fotosistema I es el complejo de energía luminosa para el proceso de transporte cíclico de electrones que se utiliza en algunos procariotas fotosintéticos.

El complejo de proteínas que constituye el Fotosistema I contiene once polipéptidos, seis de los cuales están codificados en el núcleo y cinco están codificados en el cloroplasto. El núcleo del Fotosistema I contiene alrededor de 40 moléculas de clorofila a, varias moléculas de betacaroteno, lípidos, cuatro manganeso, un hierro, varios calcio, varios cloro, dos moléculas de plastoquinona y dos moléculas de feofitina, una forma incolora de clorofila a. . (Moore, et al.)


El océano modelado

En lugar de acurrucarse sobre botellas de agua en un barco en medio del invierno, Corinne Le Qu & eacuter & eacute se acurruca frente a una pantalla de computadora en su oficina en la Universidad de East Anglia. & # 8220Tengo una vida fácil en comparación con las personas que hacen observaciones & # 8221, señala. & # 8220I & # 8217m un modelador. Me quedo en mi oficina todo el día. & # 8221 Con el clic de un mouse, Le Qu & eacuter & eacute reúne observaciones del mundo real en un programa de computadora que simula procesos oceánicos. El modelo ayuda a los científicos a juntar mediciones como Feely & # 8217s & # 8212snapshots del océano en lugares y momentos específicos & # 8212 para ver cómo los procesos individuales se unen para crear las condiciones que observaron. En 2007, Le Qu & eacuter & eacute anunció que su modelo la ayudó a descubrir la primera evidencia de que la actividad humana está cambiando el sumidero de carbono del océano.

Le Qu & eacuter & eacute y varios colegas estaban estudiando un ciclo meteorológico natural, la Onda Circumpolar Antártica, que rodea la Antártida en el Océano Austral. & # 8220 Estábamos tratando de ver si podíamos detectar en qué dirección cambiaba el flujo de dióxido de carbono cuando pasaba la onda circumpolar & # 8221, dice Le Qu & eacuter & eacute. En otras palabras, ¿el fenómeno provocó que el océano absorbiera más o menos dióxido de carbono? A diferencia de Feely y otros oceanógrafos de observación que habían estado tratando de medir el impacto humano en el ciclo del carbono del océano durante décadas, Le Qu & eacuter & eacute simplemente quería entender cómo los procesos naturales podrían cambiar la forma en que el Océano Austral toma el carbono de la atmósfera.

El problema, descubrieron Le Qu & eacuter & eacute, era que no había suficientes datos oceánicos para simular cambios en el océano a medida que cambiaba la Onda Circumpolar Antártica. & # 8220 No hay muchos datos en el Océano Austral porque la gente no quiere ir allí en invierno. Hay demasiado viento. Pero necesita datos de invierno para obtener cambios en el sumidero de carbono & # 8221, dice Le Qu & eacuter & eacute. & # 8220Puedo quejarme de que no hay datos en el invierno, pero & # 8217s no hay manera de que vaya yo misma & # 8221, agrega riendo. En cambio, Le Qu & eacuter & eacute infiere niveles de dióxido de carbono oceánico basándose en mediciones atmosféricas.

Dispersas por el hemisferio sur, varias estaciones meteorológicas aisladas rastrean las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera. Muchos están automatizados, dice Le Qu & eacuter & eacute, pero en algunos casos, los muestreadores resistentes salen a la misma hora todos los días para bombear una muestra de atmósfera en un matraz, la mayoría de los cuales se envían a la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica & # 8217s Earth System Research. Laboratorio en Boulder, Colorado. Para Le Qu & eacuter & eacute, las estaciones más remotas & # 8212 en lugares como el Polo Sur, la Estación Palmer en la punta de la Península Antártica, la Isla Ámsterdam en el Océano Índico Sur y la Isla Ascensión en el Atlántico Sur & # 8212 proporcionaron medidas clave.

Corinne Le Qu & eacuter & eacute estudia el ciclo del carbono a través de simulaciones por computadora que incorporan observaciones directas. (Fotografía y copia, 2008 Sheila Davies, Universidad de East Anglia.)

En estos lugares remotos, lo que más cambia los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera es el océano. Las plantas cuyos ciclos estacionales dominan las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico en otras partes del mundo, simplemente no existen en esos lugares. & # 8220Si hay un lugar en el mundo donde se puede [medir los cambios en el sumidero de carbono del océano con mediciones atmosféricas], es sobre el Océano Austral, & # 8221 dice Le Qu & eacuter & eacute. & # 8220Es el lugar donde tiene el aire menos contaminado, por así decirlo. & # 8221

Cuando Le Qu & eacuter & eacute incluyó mediciones atmosféricas del Océano Austral entre 1981 y 2004 en su modelo, se sorprendió por el resultado: algo mucho más interesante que la Onda Circumpolar Antártica. & # 8220 El sumidero de carbono del Océano Austral no ha cambiado en absoluto en 25 años. Eso & # 8217 es inesperado porque el dióxido de carbono está aumentando tan rápido en la atmósfera que cabría esperar que el sumidero también aumentara & # 8221, dice Le Qu & eacuter & eacute. Pero no lo había hecho & # 8217t. En cambio, el Océano Austral se mantuvo estable, mientras que las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico aumentaron. ¿Por qué?

Las mediciones continuas de la atmósfera se obtienen en observatorios fríos y remotos en las costas del Océano Austral, como la Estación Palmer en la Península Antártica. Estos datos atmosféricos complementan las mediciones directas del agua del océano realizadas durante los cruceros de investigación. (Fotografía cortesía de Jeffrey Kietzmann, National Science Foundation).

Le Qu & eacuter & eacute espera ver un aumento constante en la cantidad de dióxido de carbono absorbido por el Océano Austral entre 1981 y 2004 (línea azul). Instead, weather station measurements (red line) suggested year-to-year variability, but no long-term increase over time. (Graph by Corrine Le Quéré, University of East Anglia.)


Future research

This article highlights our current views about the mechanisms of salt and water absorption in healthy and inflamed human colon. Colonic electrolyte transport processes and their regulation remain an active research area. Studies are usually performed in laboratory animals, but species dependent as well as segment dependent differences in basal transport processes mean that much of the data cannot be extrapolated readily to the human colon. In addition to the above-mentioned in vivo and in vitro techniques, the application of molecular biological techniques to colonoscopic biopsy material means that we are poised to make considerable progress in understanding human colonic Na + (as well as other electrolyte) transport processes at the intact epithelial, cellular, and molecular levels. Some areas ripe for study have already been mentioned. At present we know little about the role of dysfunctional Na + transport in the pathogenesis of diarrhoea in ulcerative colitis. We therefore need to map the distribution of apical Na + channel subunits, Na + –H + exchange isoforms and basolateral Na + ,K + -ATPase (at the levels of both transport proteins and their corresponding mRNAs) along the surface cell–crypt cell axis in different regions of the human colon, and determine the effects of mucosal inflammation. Although right hemicolectomy removes the main site of SCFA production and the most efficient region for Na + absorption, the implications for colonic Na + salvage remain unclear. Determining the effects of mineralocorticoid and glucocorticoid hormones on the distribution of colonic Na + transport proteins will improve our understanding about the changes in Na + transport that occur during Na + deprivation, following segmental resection, and during corticosteroid treatment of patients with inflammatory bowel disease.


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