sábado, 31 de marzo de 2012

Quemamos un globo y no rebienta

Así es, la Carla Gallén consiguió quemar un globo con un mechero sin que este explotara (mirad en el video el color negro de la goma al quemarse)... ¿magia? no, una cosa muy simple y básica.... ¿lo adivinais?



Al acercar el globo lleno de agua a la llama sube la temperatura del globo y del agua. Pero al llegar a 100 ºC el agua absorbe mucha energía (necesaria para el cambio de estado) y no deja que la temperatura suba, impidiendo que el globo se caliente y explote.

Nacho Padró

Estalactitas salinas

Con una disolución muy concentrada de sal y un cordón... dejando reposar unos dias podemos hacer curiosas estalacmitas como las que conseguimos hacer en el laboratorio.




Nacho Padró

martes, 27 de marzo de 2012

Osmorregulación en los Invertebrados Marinos:


La mayoría son Isosmóticos, osmoconformistas, pero con una composición química algo distinta del agua de mar (Heteroiónicos). La presencia de proteínas en el medio interno permite mantener una presión alta, por efecto Donnan.
Los organimos que ocupan medios acuáticos son muy variados (pelágicos, aguas salobres en medio costero y en estuario) y en aguas hiperconcentradas, Gran variedad de adaptaciones específicas de difícil sistematización.
a)      Homoiónicos: equinodermos, mejillones, etc.
b)      Heteroiónicos: celentéreos, Aurelia, Loligo.
Los osmorreguladores son organismos expuestos a cambios en el medio en que viven (zona costera, intermareal) con compartimento específico para enterrarse en el fango o arena o encerrarse dentro de su concha o caparazón en la marea baja (ciertos crustáceos: Uca, Pachygrapsus, y Ocypode y moluscos gasterópodos y lamelibranquios).
En los medios hiperosmóticos (>1,5 – 3%) se obliga a intensificar las estrategias comunes a los osmoreguladores para mantener una hiporregulación: ingestión de líquido ambiente y eliminación activa (por branquias) de las sales absorbidas por la superficie corporal y el tubo digestivo.
Artemia y Parartemia son crustáceos filópodos que habitan en lagos salados y charcas costeras sometidas a gran evaporación, juntamente con viertas larvas del mosquito Aedes y de la mosca Ephydra, y de quirómidos (Cricotopus), constituyen las adaptaciones más características en los insectos, donde los túbulos de Malpigio y el recto son los encargados de la eliminación contragradiente del Na+ excedente en el organismo. La hiporregulación en los invertebrados marinos está poco extendida, y constituye unaexcepción dentro del grupo, que se justifica en algunas especies por derivar de formas dulceacuícolas. 

 Nacho Padró

martes, 13 de marzo de 2012

Mecanismos fisiológicos del intercambio de agua y de iones.

El organismo vivo puede contemplarse como una solución acuosa dentro de una membrana (superficie corporal). Hade controlar el flujo de agua (que determina el volumen) y las concentraciones de solutos.
El balance hídrico y salino se establece entre:
• Ingresos (entradas pasivas y activas) por superficie corporal, aparato respiratorio y digestivo.
• Pérdidas (salidas pasivas y activas) por superficie corporal, aparato respiratorio y excretor.

Los factores a considerar en el balance son:
a) GRADIENTE: diferencia en la concentración osmótica total y de los principales iones entre el medio externo y el interno.
b) RELACIÓN SUPERFICIE/VOLUMEN del animal: afecta al coste energético de la osmoregulación, según la ralla de los animales.
c) PERMEABILIDAD DEL TEGUMENTO: tasa de transferencia de moléculas a través de la superficie corporal. Hay una tendencia en la evolución a reducirla (AISLAMIENTO), a fin de disminuir los flujos y reducir las respuestas compensatorias, excepto en:

  • SUPERFICIE RESPIRATORIA: por su función primaria, transporte de gases, es una zona muy permeable también al agua e iones (caso de la branquia en medio acuático) y de pérdida de agua (por pulmón en medio aéreo).
  • ÓRGANO EXCRETOR: elimina los productos nitrogenados del catabolismo proteico y participa en el intercambio de agua y sales.
  • TUBO DIGESTIVO: permite captar agua y sales. En los animales aéreos la ingesta constituye el aporte básico y la egesta (defecación) refleja la regulación compensatoria.
Otros factores a considerar:
a) Tipo de productos nitrogenados: amoníaco, urea o ácido úrico. Su excreción requerirá cantidades diferentes de agua.
b) Producción endógena de agua metabólica a partir del catabolismo, básicamente lipídico.
c) Regulación del equilibrio ácido-base (pH): eliminación selectiva de ácidos y bases.

 Nacho Padró

lunes, 12 de marzo de 2012

Osmoregulación en Mamíferos.

Con un riñón especial que presenta un Asa de Henle en nefrona que mantiene el gradiente aunque no controla el resultado final de la concentración de orina.
La Rama descendiente es permeable al agua y a las sales, el agua se encuentra con un líquido cada vez más concentrado (hasta 4 veces el del plasma en humanos). La Rama ascendiente presenta paredes gruesas e impermeables pero sí que permite el paso a iones como el sodio y cloro que en la parte fina pasan filtrándose y en la parte gruesa de la Rama ascendente existe un paso activo. El agua que rodea al Asa de Henle aumenta de concentración por la aportación de la misma Asa. El lóbulo distal entra en un Tubo Colector que vuelve a atravesar el gradiente osmótico y puede regular su concentración por la hormona antidiurética (ADH) que reabsorbe agua por el cuerpo para igualar las diferencias de concentración del medio extracelular que rodea al Asa. Al aumentar la hormona, aumenta la permeabilidad del tubo colector.
A más necesidad de absorber agua (rata del desierto) se modifica la médula que pasa a ser muy alargada proyectando una expansión o papila renal.
Hay una acusada asociación entre la capacidad concentradora y el medio con agua:
  • Los castores, topos de agua y las ratas de agua presentan una médula de grosor similar a la corteza y con una capacidad concentradora del triple del plasma.
  • Las ardillas y humanos con un grosor el doble que la corteza y concentrando de 4 a 6 veces más que el plasma aunque no todo en el largo Asa de Henle.
  • En musarañas, ratas-canguro y ratas del desiero se concentra de 9-10 hasta 22 veces, siendo 11 veces mayor la médula sobre la corteza.
Tanto animales del desierto y marinos han de disminuir las pérdidas hídricas teniendo en cuenta que con el aumento de actividad, aumenta el metabolismo y aumenta la pérdida de vapor de agua. Por ello aparecen mecanismos de contracorriente en las fosas nasales que disminuyen la pérdida de agua. Se presentan los Turbinales un ensanchamiento de las paredes de la cavidad nasal formando por una fina lámina que se recurva sobre si mismo pasando el aire cerca de las mucosas nasales humedeciéndose, saturándose y calentándose para así no dañar el epitelio respiratorio el aire que entra y tampoco deshidratándolo al enfriarlo las mucosas, pudiendo estar la nariz más fría que el ambiente. Al sacar el aire saturado de vapor al pasar por la mucosa, el aire se enfría y disminuye la saturación al enfriarse (entre 27-37°C se duplica el vapor de agua) y se condensa el agua en el turbinal y eso sirve para el segundo ciclo. Sale saturado de aire pero más frío y menos agua que en los humanos (aire de salida es más cálido).

Nacho Padró

viernes, 9 de marzo de 2012

Osmoregulación en Aves y Reptiles

La piel de los reptiles es mucho más impermeable de lo que se cree, siendo poco aislante, incluso en los reptiles del desierto (presentan altas pérdidas hídricas por la piel) así que han de reponer el agua que pierden por bebida y con mecanismos de ahorro hídrico. Tanto los reptiles como las aves tienen heces unidas a la orina en la cloaca y con un sistema de eliminación de restos como proteínas tipo ácido úrico (con 5 N) y que es altamente insoluble y además muy poco tóxico pudiéndose acumular por precipitación.
Los riñones no son muy concentradores pareciéndose la orina al líquido interno y para eliminar el ácido úrico lo efectúan con mucha agua pues si aumenta el ácido úrico precipita como cristales pudiendo provocar daños en el riñón. En la cloaca las heces y la orina a nivel del coprodeo o del urodeo presentan una fuerte reabsorción de sales de forma activa y se capta sodio y potasio y cloro de las heces, el ácido úrico pasa a urato precipitante y cristalizante. En el caso de condiciones deshidratantes se eliminan heces secas muy fertilizantes (el guano).
Las sales reabsorvidas (junto al agua) se usan para formar el ácido úrico con abundante orina.
Las aves y reptiles presentan problemas osmóticos, por ello hay mecanismos extra para el exceso de sales: dietas hipersalinas o beber agua de mar con el problema de tener que eliminar el exceso de sal que no pueda eliminar por excreción (la mayoría de bivalentes y pocos monovalentes), por ello se expulsa un líquido hipersalino por las Glándulas de la Sal (en tortugas marinas con niveles osmóticos de 600-700 Mosmo siendo 150 superior al agua del mar, la serpiente del mar de 400-800, la iguana de mar de 1000-2100 y los cormoranes de 500-600). También depende de la alimentació (carga nueva de sales).
La glándula de la sal no es igual en forma pero si en función. En los cocodrilianos (cocodrilos de mar) las células están dispersas por la superficie de la lengua, en las serpientes de mar se da un órgano compacto bajo la lengua, en tortugas marinas se encuentran a lado y lado del supraorbital y en los lagarto y aves en posición próxima al ojo y cerca de la cavidad nasal pues así el liquido que se pierde no va al exterior directamente y en casos de extrema sequedad ese liquido refresca el aire que entra en las fosas nasales. Sólo eliminan sales de monoiones (sodio, cloro y potasio) La glándula de la sal está conformada por subunidades con un espacio central o canal cada uno, ramificado en forma digitiforme y cerrado por un extremo, dispuesto alrededor del canal central (parecido a una escobilla de laboratorio) y con las paredes repletas de células epiteliales de elevada actividad (apical hacia el interior del canal y basal hacia el interior del animal) con muchas ATPasas muy activas. En reptiles y aves la glándula de la sal presenta una organización especial para aumentar la eficiencia, flujo contracorriente por irrigación especial de la glándula de la sal. La arteria y arteriolas son muy finas y se internan en las subunidades hasta el centro de las subunidades, girando y saliendo la sangre por una arteriola paralela al conducto central desde abajo hacia arriba comunicando allí con una vena, el líquido va de arriba a abajo (está cerrado el canal por arriba). Estas células no actúan si no hay un exceso de sales, es un trabajo activo en contra gradiente. Extraen la sal de la sangre hacia el líquido pero con una gran concentración estando poco concentrado por arriba y aumentando por abajo (se va cargando):

 


Esto condiciona la excreción de sales de la zona. La excreción en aves suele ser parecido a la constante a nivel de las concentraciones de las sales, es decir que no varía la concentración por unidad de volumen (Igr./ml equivale a 2gr./ml), las diferencias entre las especies es debido a la anatomía pues a glándula más larga mayor concentración del liquido por aumento de la concentración de células y mayor tiempo del mecanismo de contracorriente.
La regulación de la glándula de la sal se efectúa según el modelo del todo o nada, respondiendo a un reflejo (ordenes nerviosas) pues al detectar un exceso de sales aumenta la concentración osmótica en sangre activando los osmoreceptores e informando al hipotálamo que activa al parasimpático que a su vez por nervios facial con terminal de acetilcolina activa la glándula de la sal para la secreción. Esto dura hasta que los osmoreceptores avisen de normalidad. Se requieren hormonas del tipo corticoides (corticol y en aves cortisona) para el mantenimiento de la función de la glándula. En las aves migradoras la glándula presenta ciclos relacionados con la fisiología del animal (ánades) y según el ambiente donde se encuentra, aumentando la cantidad de eliminación que puede hacer por el crecimiento del número de células al aumentar las subunidades de la glándula, pero no cambia de tamaño ni la concentración de extracción que puede expresar (se hipertrofia aumentando en 14 días a dos semanas aumenta el doble o el triple de peso).

Nacho Padró