La Visión

LA VISIÓN

Olfato

Los receptores del olfato son células nerviosas situadas en un parche de tejido epitelial cubierto por moco en la porción superior de cada fosa nasal. El epitelio olfatorio humano es pequeño, en comparación con el de muchos otros mamíferos, cuyo sentido del olfato es cientos de veces más agudo que el nuestro. Los receptores olfatorios tienen dendritas parecidas a pelos que se proyectan hacia la fosa nasal y están embebidos en una capa de moco. Las moléculas odoríferas del aire, como las producidas por una taza de café, se difunden al interior de la capa de moco y se unen a receptores en las dendritas.
Investigaciones recientes sugieren que podría haber 1000 tipos de proteínas receptoras incrustadas en las dendritas olfatorias. Cada proteína receptora se especializa en unirse a un tipo específico de moléculas y estimular al receptor olfatorio para que envíe un mensaje al cerebro.

Los receptores olfativos del hombre se encuentran situados en la porción superior de las fosas nasales, donde la pituitaria amarilla cobre el cornete superior y se comunica con el bulbo olfatorio.

Los vapores emitidos por las sustancias olorosas penetran por la parte superior de las cavidades o fosas nasales y, después de disolverse en la humedad de la pituitaria amarilla, actúan químicamente sobre los receptores olfativos. Los impulsos nerviosos que resultan de la activación de los receptores son trasmitidos al bulbo olfatorio y de ahí a la corteza cerebral para la formación de la sensación.

Mediante el acto de olfatear, la dirección de la corriente de aire es dirigida hacia la región olfatoria superior de la cavidad, facilitando la llegada de un mayor número de partículas olorosas hasta los receptores olfativos, estas partículas deben ser solubles en lípidos ya que tiene que solubilizarse en el moco para poder llegar a las vellosidades y ser detectada.

Las sensaciones olfatorias suelen confundirse con las del gusto, ya que ambas son producidas por el mismo estímulo químico. En verdad, varios alimentos son apreciados más por el olor que por el sabor.

El olfato contribuye a la iniciación de los procesos de la digestión. Así, cuando los distintos olores alcanzan el centro olfatorio del cerebro, éste envía al estómago los estímulos adecuados para que comience la producción de jugos digestivos; en este proceso interviene también la visión, de tal forma que ante la presencia de la comida empieza a producirse saliva en la boca, lo que facilita la digestión de los carbohidratos.

El olfato es un sentido de muy fácil adaptación, se puede dejar de percibir un olor o que se sienta menos intenso, después de al rededor de 1o minutos.

Audesirk, T et. al. "Biología, la vida en la tierra" Ed. Prentice Hall 6º ed. México 2003. pp. 690

Gusto

La lengua humana tiene aproximadamente 10 000 papilas gustativa: estructuras inmersas en pequeñas protuberancias que cubren la superficie de la lengua. Cada papila gustativa consiste en un cúmulo de 60 a 80 células receptoras del gusto rodeadas por células de apoyo en una pequeña fosa. Las células de la fosa se comunican con la boca a través de un poro gustativo. Las microvellosidades de las células receptoras del gusto salen por el poro. Las sustancias disueltas entran por el poro y se unen a moléculas receptoras de las microvellosidades y al hacerlo producen un potencial de receptor.

Los sabores que identifica la lengua son el dulce (azucar), agrio (limón), salado (sal) y amargo (café); aunque hace poco se identificó un quinto tipo llamado umami que en japonés significa delicioso, este sabor es característico del glutamato, un ingrediente de MSG que a veces se usa como condimento e intendifica el sabor de la comida.

El gusto y el olfato están íntimamente relacionados, es por esto que al tener tapada la nariz, no podemos detectar los sabores de la comida.

• Transducción del sabor dulce: Al consumir sacarosa o algún sabor dulce, los receptores de este sabor, asociados a una proteína G, con ayuda de la enzima adenililciclasa y de la hidrólisis del ATP, llegan a la proteína kinasa, producen una despolarización de la membrana por fosforilación de canales de Ca++, entra Ca++ y salen vesículas sinápticas las cuales transmiten el impulso nervioso que da apertura a los canales de K+.
• Transducción del sabor ácido: Al haber prescencia de ácido clorhídrico y los receptores perciben la prescencia de H+, provoca la apertura de los canales de Ca++, entra Ca++ y despolariza la membrana, salen las vesículas sinápticas que producen la transmisión de la señal.
• Transducción del sabor salado: Los receptores de sodio, perciben el NaCl, se abre, entra Na+ a la célula, se desporaliza la membrana, entra Ca++, salen las vesículas sinápticas que producen el impulso nervioso.
• Transducción del sabor amargo: Tiene dos posibles mecanismos. 1. El sabor amargo inhibe los canales de K+, despolariza la membrana, entra Ca++, salen las vesículas que transmiten la señal. 2. El receptor para el sabor amargo lo detecta vía proteína G, estimula fosfolipasa C, se libera un segundo mensajero (IP3), sale Ca++ y vesículas que transmiten la señal.
  

Los sabores que percibimos, lo hacemos gracias a las papilas gustativas que están repartidas en toda la lengua. Sin embargo cada serie de papilas están especializdas para un tipo de sabor. En la siguiente imágen se muestran la zona general donde se encuentran las papilas especializadas para cada sabor, aunque hay otras zonas pequeñas repartidas en la superficie de la lengua.

Los receptores del sabor umami están en toda la superficie de la lengua, es por esto que al probar algún alimento con glutamato, el sabor se potencializa.



www.odontochile.cl/archivos/segundo/.../gustoyolfatopuru.doc
Audesirk, T et. al. "Biología, la vida en la tierra" Ed. Prentice Hall 6º ed. México 2003. pp. 690

Visión

La visión es un sentido muy importante para todos los organismos. Para poder ver los estímulos de movimiento, formas y colores entre otros, es necesaria la luz del sol preferencialmente.
La luz tiene diferentes longitudes de onda dependiendo del color, intensidad, etc. El rango de luz visible va desde 400 a 700 nm, dentro de este rango están todos los diferentes colores, a una menor longitud de onda están los rayos ultravioleta y a una mayor longitud de onda está la luz infrarroja.


Al ver, la luz incide primero en la córnea, después atraviesa una cámara con líquido acuoso, llamado humor acuoso que nutre al lente y a la córnea. El iris ajusta la cantidad de luz que ingresa en el ojo, ésta regula el tamaño de la pupila, una abertura circular en el centro del iris. La luz que atraviesa la pupila incide en el cristalino, detrás del cristalino hay una cámara mayor, llena con el humor vítreo que ayuda a darle forma al ojo. Después llega a la retina, una membrana de fotorreceptores y neuronas que tiene varias capas. Ahí la luz se convierte en impulsos nerviosos que se transmiten al encéfalo. Después de la retina está la coroides, que nutre a la retina. Su pigmento absorbe los restos los restos de luz cuya reflexión dentro del globo ocular interfiriría con la visión clara. La porción exterior del glóbulo ocular está rodeada por la esclerótica.

Fotoreceptores: son los conos y bastones, estos tienen los componentes que captan la luz en el punto más alejado, atrás de la retina. Entre los receptores y la luz incidente hay varias capas de neuronas que procesan las señales de los fotorreceptores. La capa retinal más cercana al humor vítreo consiste en células ganglionares, cuyos axones forman el nervio óptico. Dichos axones deben atravesar la retina en un punto llamado punto ciego para llegar al encéfalo. Como no hay receptores en esa zona, las imágenes "desaparecen". La señal de los fotorreceptores, después de muchas modificaciones, se convierte en potenciales de acción que el nervio óptico lleva al encéfalo, donde se integra la información.
La fotorrecepción en los conos y bastones inicia con la absorción de luz por moléculas de fotopigmentos que están embebidas en las membranas plasmáticas de los fotorreceptores. La luz que incide en un fotopigmento causa un cambio en la permeabilidad de iones de la membrana receptora y produce un potencial de receptor en la célula fotorreceptora.

Existe una mayor concentración de conos en la fóvea, se encargan de la visión a color, la cual depende del tipo de cono que sea; cada tipo tiene un pigmento diferente, por lo tanto se perciben colores diferentes con cada tipo.

Los bastones están en las porciones periféricas de la retina. Estos receptores son mucho más sensibles a la luz que los conos y se encargan de la visión en blanco y negro y/o con poca luz.



PERCEPCIÓN
¿Cómo es que el cerebro interpreta lo que vemos?
Organización sensitiva
Áreas sensitivas de la corteza:
Primaria: Recibe conexión desde núcleos talámicos.Secundaria: Recibe la mayor parte de conexiones de la corteza sensitiva.
De asociación: Área de la corteza que recibe de más de un sistema sensitivo.
Interacción de las áreas sensitivas
Organización jerárquica.Sensación: Proceso de detectar la presencia de estímulos.
Percepción: Proceso de nivel superior que integra, reconoce e interpreta las sensaciones.

Separación funcional :Cada nivel de la corteza cerebral contiene varias áreas especializadas en distintos tipos de análisis.Procesamiento paralelo: Los sistemas sensitivos son sistemas paralelos (la información fluye por varias vías) y analizan simultáneamente una señal.

La consciencia visual consiste en recibir estímulos, donde el cerebro organiza e interpreta. A esto se le llame percepción y gracias a ella es que somos conscientes de nuestro entorno.
Existe una corriente llamada psicología Gestalt que consiste en integrar las investigaciones de cómo el cerebro interpreta lo que vemos. Consta de varias leyes dependiendo de la literatura, a continuación una clasificación:

• Ley de proximidad: Al tener figuras unas cerca de las otras, integramos todo en un solo bloque.

• Ley de igualdad: Todas las figuras iguales las vemos como un solo bloque, por esto es que resaltan las que son diferentes.

• Ley de pregnancia: A pesar de que hay un cierto desorden, podemos encontrar la continuidad a una figura.

• Ley de cierre: Aún sin contornos gráficos, el cerebro entiende que ahí termina una figura, debido al contraste de figuras, colores y formas.

• Ley de experiencia: Todo lo que vivimos se relaciona con algo vivido en el pasado, es así como reconocemos lugares, personas, etc.

• Ley de simetría: El cerebro busca siempre una simetría para que pueda tener sentido, cuando no la hay tiende a relacionar con volúmen o con figuras irregulares sin sentido. Aquí la figura es cóncava o convexa hasta trazar el eje de simetría (AB)

• Ley de continuidad: Al ver una foto donde se repiten muchas veces lo mismo, si hay algo parecido, el cerebro lo relaciona con la misma figura del entorno.

• Ley de figura y fondo: El cerebro entiende cuando hay figuras y la delimita por el contraste de colores. Está relacionada también con la experiencia y los contornos.
  

Todas las imagenes dependen de cada quién, por esto es que no puede haber una ley general.

Audesirk, T et. al. "Biología, la vida en la tierra" Ed. Prentice Hall 6º ed. México 2003. pp. 686-689

Transporte a través de membranas

La membrana celular es una bicapa lipídica semipermeable con glúcidos, liporoteínas, y proteínas que permiten el paso de algunas moléculas y iones necesarios para la nutrición de la célula, tiene una fase hidrofóbica y otra hidrofílica. Depende del tamaño y la naturaleza de las moléculas que pasarán por las membranas celulares, hay diferentes tipos de transporte.

Los potenciales de membrana son cambios rápidos de polaridad a ambos lados de la memebrana que separa dos disoluciones de diferente concentración, como la membrana celular que separa el interior y el exterior de una célula.

Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las membranas en todas las células. De las cuales:

• Las células nerviosas y musculares son AUTOEXCITABLES
• Es decir, son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos
• En sus membranas, y en muchos casos, de transmitir señales a lo largo de las mismas.

El transporte pasivo no necesita energía en forma de ATP. Son por medio de proteínas transportadoras, parecidas a los ionóforos, estas proteínas actúan como canales y se unen a una molécula específica que llevan un sólo tipo de compuestos al interior de la célula. Por ejemplo la proteína de la glucosa es la insulina.
También se pueden introducir sustancias por medio de endocitosis y expulsar sustancias por exocitosis, ambas son por medio de vesículas.

El transporte activo es el movimiento de iones en contra de un gradiente de concentración y requiere energía en forma de ATP. Generan un un potencial en la membrana que sólo funciona cuando hay cierto ion afuera (por ejemplo K+, en la bomba Na+ K+. Y Ca+) y otro dentro (Na+). Las bombas o acarreadores funcionan como una forma de intercambio de sustancias gracias a los gradientes.

Fotobiología

FOTOSÍNTESIS

La fotosíntesis consta de dos fases, la luminosa y la oscura. En la primera se absorbe la luz para producir NADPH + H+ (agente reductor) y ATP. A partir de H2O se genera O2, poder reductor y electrones. En la segunda se emplea la energía química para sintetizar carbohidratos. A partir de poder reductor y CO2 se generan carbohidratos y agua.

FASE LUMINOSA

	Proteína y localización	Obtención de electrones	Trasmisión de electrones
Fotosistema 2 PS II	Complejo P680 Abunda más en tilacoides de los grana	Obtiene e- del agua	- Plastoquinona - Citocomo bf - Plastocianina - Fotosistema I	Plastoquinona transporta H+ fuera
Fotosistema 1 PS I	Complejo P700 Abunda más en tilacoides del estroma	Obtiene e- de la plastocianina	- Ferredoxina - NADP	Reduce el NADP Puede ser cíclico

Bombea un protón por cada fotón absorbido
El ajuste entre el proceso cíclico y no cíclico logra la relación adecuada entre NADPH2 y ATP para síntesis (generalmente en relación 2 / 3)

Los cloroplastos y lamelas procariotas poseen una ATPasa que bombea protones semejante a la mitocondrila o de membr

anas respiratorias
La ATPasa cloroplástica obtiene 1 ATP por cada 3 protones transportados (en lugar de 2 como en mitocondrias)

FASE OSCURA

Tiene lugar en el citoplasma de bacterias litotrofas o en el estroma de los cloroplastos eucaritas.

Se utiliza el ATP y NADPH2 obtenidos en la fase luminosa para reducir compuestos inorgánicos a orgánicos
El principal compuesto que se reduce es el CO2 , menor importancia tiene la reducción de NO3- y SO4=

FIJACIÓN DEL CARBONO

El Carbono es el principal elemento de las moléculas orgánicas

La fuente habitual de carbono inorgánico en los litotrofos es el CO2

El paso del Carbono del CO2 a moléculas orgánicas se realiza en un proceso cíclico denominado Ciclo de Calvin

• Se adiciona el CO2 a la ribulosa 1-5 di fosfato por el enzima ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa.
• Se excinde el producto con agu a rindiendo dos moléculas de 3-fosfoglicerato
• Se fosforilan los 3-fosfoglicerato a 1,3 -bifosfoglicerato
• Se reducen con NADPH2 dando fosfoglicerato
• Se regenera la ribulosa 5 fosfat o por reacciones entre azúcares de 3 a 7 carbonos
  
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La respiración no es muy diferente a la fotosíntesis. La respiración la realizan los organismos heterótrofos, es decir organismos que obtienen su alimento por fuentes externas; al ingerir el alimento lo degradan, los sistemas especializados para dicha tarea, a moléculas más simples y así obtener energía para las funciones vitales así como desechar lo que no se utiliza.
La fotosíntesis es un proceso inverso, ya que es utilizado por organismo autótrofos, es decir, que ellos mismos crean su propio alimento. A partir de moléculas sencillas como CO2 y agua crean carbohidratos necesarios para su nutrición; y al igual que nosotros, desechan lo que no utilizan (O2) que para nosotros es necesario para vivir.

Se cree que los primeros organismos eran autótrofos y fotosintéticos, pero al ir evolucionando y siendo más complejos, fueron perdiendo esta capacidad al llegar por fin al resultado actual que es el de ser completamente autótrofos.

http://www.educa.madrid.org/web/ies.rayuela.mostoles/deptos/dbiogeo/recursos/Apuntes/ApuntesBioBach2/4-FisioCelular/MetFotosintesis.htm

Fotobiología

FENÓMENO FOTOQUÍMICO

La fotoquímica es el estudio de las transformaciones químicas provocadas o catalizadas por la emisión o absorción de luz visible o radiación ultravioleta. Una molécula en su estado fundamental (no excitada) puede absorber un quantum de energía lumínica, esto produce una transición electrónica y la molécula pasa a un estado de mayor energía o estado excitado. Una molécula excitada es más reactiva que una molécula en su estado fundamental.
El fenómeno fotoquímico precisa de fases principales:

1. Recepción de la energía luminosa
2. Reacción química propiamente dicha.

Según se opere con una sustancia única o con un sistema de varios cuerpos en presencia, se realizará, bien una descomposición de la sustancia en sus elementos (fotólisis), bien una combinación de varios cuerpos en uno solo (fotosíntesis).

PIGMENTOS ANTENA Y CAPTACIÓN DE LUZ
Sirven para captar la luz, no inician ninguna reacción en la mayoría de los casos. En las plantas fotosintéticas los principales pigmentos son la clorofila a y b, y las xantofilas en menor cantidad.

El pigmento capta la luz dependiendo de la longitud de onda de cada uno, después la energía en forma de fotones produce un cambio de conformación del pigmento, después se ioniza y se obtiene un electrón en forma de energía.
Los pigmentos de los organismos fotosintéticos son la clorofila a y b, xantofilas, carotenoides, ficobilinas entre otros. Pero los pigmentos están presentes en todo el entorno, por ejemplo, el pigmento que nos permite ver a color es la rodopsina.

Cada pigmento depende de la longitud de onda que no absorbe, es decir que refleja. La siguiente figura muestra la longitud de onda para cada color.


http://www.textoscientificos.com/fotografia/fotoquimica