Preparatoria Abierta

CAPÍTULO 1. METABOLISMO DEL INDIVIDUO.

1.1.3. NUTRICIÓN EN ANIMALES

Los animales toman del medio partículas vegetales o animales, las cuales ingieren, digieren, absorben y después eliminan como residuos de la digestión, por lo que requieren de un sistema digestivo que transforma las sustancias complejas en sustancias sencillas que puedan atravesar las membranas de sus células para serasimiladas. La digestión es la función básica del aparato digestivo. Éste, por su forma general, difiere en los distintos animales por sus detalles anatómicos y en los procesos fisiológicos según la naturaleza del alimento, la forma de vida y otros factores. Todos los métodos para tomar el alimento y emplearlo se parecen en que las sustancias del ambiente externo se llevan al contacto íntimo con las membranas de superficies internas en las cuales se verifica la digestión y la absorción.

La ingestión se puede definir como la toma mecánica de los alimentos; en los animales más grandes incluye la deglución y el transporte hacia una cavidad digestiva (estómago

o una estructura similar).

La digestión es un proceso en el que las moléculas complejas e insolubles se descomponen en moléculas simples y solubles de fácil difusión. De esta manera, pueden ser absorbidas y atravesar las membranas celulares para incorporarse al metabolismo. La digestión puede ser física o química. La primera comprende la masticación, humedecimiento y mezcla los alimentos para formar una masa blanda que pueda deglutirse con facilidad; la digestión química implica reacciones químicas de hidrólisis, en las que intervienen enzimas específicas para cada tipo de alimento.

La absorción es el paso de los nutrientes digeridos en forma previa y directa a través de las membranas de las células en los animales más sencillos o bien por la pared del intestino donde se incorporan al sistema circulatorio en los animales de estructura compleja.

La egestión se refiere a la eliminación de residuos digestivos; estos desechos no se consideran productos de excreción ya que jamás pasaron a formar parte de las células del organismo.

La ingestión se realiza a través de una abertura llamada boca, u orificio por donde penetra el alimento para ser conducido a los órganos digestivos. Se originó durante el proceso evolutivo de los animales y se ha modificado de acuerdo con la complejidad del organismo, al tipo de alimento y modo de vida del animal.

Evolución del aparato digestivo

En los protozoarios cono el paramecio (Paramecium) aparecen los primeros indicios en la formación del tubo digestivo. En estos organismos existe un surco oral permanente llamado citofaringe, tapizada por cilios que conducen las partículas hacia el citostoma (boca) de donde pasan a la vacuola digestiva y son digeridas.

Nota: Recuerda que los protozoarios no son animales, ya que pertenecen al reino Protista.

En las esponjas (Porífera) se distinguen células flageladas, los coanocitos, que tapizan unos conductos interiores del animal, éstos capturan y digieren su alimento; al igual que en los protozoarios, la digestión es intracelular.

En los celentéreos como la hidra (Hydra), aparece una boca rodeada de tentáculos que ayudan a la captura del alimento, ésta conduce a una cavidad digestiva en forma de saco tapizada de células digestivas que secretan enzimas hacia esta cavidad descomponiendo el alimento (digestión extracelular); algunas partículas son fagocitadas por las células de la cavidad para formar vacuolas digestivas y continuar la digestión (digestión intracelular).

En los demás animales se observa como tendencia evolutiva la formación de un tubo digestivo. Éste puede ser incompleto o completo.

En los platelmintos (excepto las tenias) aparece el aparato digestivo en forma de tubo ramificado que comunica al exterior por la boca, localizada en la parte ventral y media del animal y se abre hacia una cavidad muscular llamada faringe; éste órgano puede extenderse fuera de la boca para tomar el alimento, luego es conducido al intestino donde se efectúan la digestión y la absorción. El tubo digestivo es incompleto por la ausencia de ano, ya que los alimentos entran por el mismo orificio por el que salen los residuos de la digestión; el tipo de digestión es intracelular y extracelular (figura 8).

En la mayor parte de los animales el tubo digestivo comunica al exterior por dos aberturas: boca y ano, y está separado de los espacios internos del cuerpo por membranas. Este tubo se denomina completo porque el alimento entra por la boca, pasa por varios órganos para ser almacenado, digerido y absorbido; los residuos digestivos que quedan son expulsados por el ano en el extremo opuesto. De esta manera, cada órgano es un especialista en la línea de ensamble del aparato digestivo. En los vertebrados, el aparato digestivo está constituido por los siguientes órganos (figura 9).

La boca y la cavidad bucal en general con dientes para coger, desgarrar y masticar el alimento, y la lengua puede ayudar a la captura y manejo del mismo; la mayoría de los vertebrados terrestres poseen glándulas salivales para lubricar el alimento e iniciar la digestión, en particular del almidón.

La faringe posee aberturas branquiales en los peces y anfibios acuáticos. Suele ser musculosa y su acción favorece la deglución.

Figura 8. Tipos de sistema digestivo en los animales. A. Esponjas: las capas negras indican la posición de los coanocitos. B. Paramecio: con una boca definida. C. Hidra: boca y saco digestivo. D. Planaria: boca y tubo digestivo ramificado, pero sin ano. E. Lombriz de tierra: tubo digestivo con secciones diferenciadas, completo, con boca y ano terminales. F. Vertebrado: completo, tracto parcialmente arrollado con partes especializadas y glándulas digestivas, ano en la base de la cola.

Figura 9. Esquema de la estructura y actividad del tubo digestivo de un vertebrado.

El esófago se encuentra a continuación de la faringe; su longitud está relacionada con la del cuello del animal.

¿En qué animales es más corto? ¿En cuáles es más largo?

El estómago es una dilatación del tubo digestivo, por lo general es un saco y su forma está relacionada con la del animal y su tipo de alimentación.

El estómago es un órgano musculoso que origina movimientos peristálticos que contribuyen a la digestión mecánica de los alimentos. Su revestimiento interno presenta glándulas que vierten directamente a la cavidad los productos que elaboran. Estos productos son:

  1. Moco que lubrica sus paredes y las protege de la acción de enzimas y del ácido clorhídrico (HCI).
  2. Ácido clorhídrico con pH de 1.0 indispensable para transformar enzimas inactivas en activas para la digestión.
  3. Enzimas digestivas (ver tabla 1).

Estas secreciones en conjunto constituyen el jugo gástrico.

El intestino es un tubo largo que ocupa la mayor parte del abdomen; su longitud se relaciona con el tipo de alimentación: es más corto en los carnívoros que en los herbívoros, y está separado del estómago por una válvula llamada píloro.

Los mamíferos presentan diferenciación entre intestino delgado e intestino grueso; el primero es más desarrollado que en el resto de los vertebrados y se divide en tres regiones: duodeno, yeyuno e íleon. El intestino grueso es más ancho y corto, termina en el recto que comunica al exterior por el ano. En los peces, anfibios, reptiles y aves la cloaca sirve como órgano de excreción, de eliminación de residuos digestivos y de expulsión de células sexuales; en los mamíferos existen orificios especiales para estas funciones.

Las funciones del intestino delgado son:

  1. Completar la digestión química (ver tabla 1).
  2. La absorción de los nutrientes a través de sus paredes hacia el sistema circulatorio.

Una vez que el alimento adquiere en el estómago una consistencia adecuada pasa a este órgano, el cual posee en sus paredes internas glándulas digestivas que secretan el jugo intestinal que también contiene moco para protección de sus paredes.

Tabla 1. Digestión química.

GLÁNDULAS ENZIMAS SUSTRATOS PRODUCTOS
       
Salivales amilasa salival almidón Maltosa
Estómago (jugo gástrico) Pepsina proteínas polipéptidos
lipasa grasas ácidos grasos y glicerina
  maltasa maltosa glucosa
Intestino delgado lactasa lactosa glucosa y galactosa
(jugo intestinal) invertina sacarosa glucosa y fructosa
  lipasa grasas ácidos grasos y glicerina
  erepsina polipéptidos Aminoácidos
Páncreas amilasa almidón maltosa
(jugo pancreático) lipasa grasas ácidos grasos y glicerina
tripsina polipéptidos aminoácidos

En los vertebrados existen dos grandes glándulas digestivas accesorias del aparato digestivo: el hígado y el páncreas, unidas mediante conductos al intestino delgado en la región duodenal. Observa el esquema del aparato digestivo humano (figura 10), localiza las glándulas y la región donde se comunican con el intestino delgado.

Como glándula digestiva, el hígado fabrica la bilis que se almacena en la vesícula biliar, y contribuye a la emulsión de las grasas, lo cual facilita la digestión. El páncreas sintetiza el llamado jugo pancreático formado fundamentalmente por agua, enzimas y bicarbonato de sodio; este jugo es alcalino (pH178) y neutraliza la acidez procedente del estómago proporcionando un pH más apropiado para la acción de las enzimas. Para que los nutrientes puedan llegar a las células necesitan ser absorbidos y transportados.

La absorción es el paso de los nutrientes previamente digeridos a través de las paredes intestinales de donde ingresan al aparato circulatorio para su transporte y distribución. A medida que aumentó la complejidad del aparato digestivo, se incrementó la superficie de absorción y en forma paralela evolucionó la relación entre ésta y la sangre.

En las aves y mamíferos se incrementa la eficacia con la aparición de las microvellosidades intestinales. Cada microvellosidad tiene la forma de un dedo y puede medir hasta un milímetro, posee vasos sanguíneos y linfáticos donde son absorbidos los nutrientes. La glucosa, aminoácidos y minerales son absorbidos por los vasos sanguíneos; los vasos linfáticos absorben los ácidos grasos y el glicerol (figura 11). Una vez que los nutrientes han entrado en la corriente sanguínea, son llevados en forma directa al hígado. Así, este órgano efectúa la selección para el procesamiento y el almacenamiento antes que sean distribuidos a las células del cuerpo. Los residuos de los alimentos que no se pueden digerir o absorber pasan a la parte posterior del intestino en invertebrados y algunos vertebrados. En los mamíferos entran al intestino grueso; aquí el agua, los minerales y las vitaminas que producen las bacterias intestinales son absorbidas y los materiales comprimidos para formar las heces fecales. Estas heces son una mezcla compacta de residuos alimenticios, restos de pigmentos biliares, minerales, células epiteliales de la mucosa intestinal y bacterias.

Figura 11.

Las sustancias no ingeridas son en su mayoría restos de vegetales como la celulosa. Estos materiales se acumulan en el recto y son expulsados por el ano; proceso que se conoce como egestión o defecación. De esta manera se completa la función del aparato digestivo.

Las plantas, como organismos fotoautótrofos, tienen la capacidad de transformar la energía radiante del sol en energía química de los alimentos mediante la fotosíntesis. Esta energía química es la base de la existencia tanto para la planta misma como para los organismos heterótrofos. Como subproducto de la actividad fotosintética se libera oxígeno que las plantas y los animales utilizan en la respiración.

Dada la complejidad de las moléculas orgánicas que contienen los alimentos, un heterótrofo debe reducirlas a moléculas más sencillas para que sus células puedan absorberlas y asimilarlas. El proceso que realiza esta descomposición es la digestión química, en la que juegan un papel determinante las enzimas; ésta es común tanto en hongos como en animales, aunque las estructuras que las realizan son diferentes en ambos.

Asimismo, al comparar la estructura de los sistemas digestivos de los animales, encontramos grandes diferencias, pero se pone de relieve la semejanza química en todo el proceso. De igual manera, tanto la planta como el hongo y el animal utilizan estos materiales para crecer, reparar tejidos y como fuente de energía, que se libera durante la respiración celular, proceso que requiere oxígeno. La manera que los organismos pluricelulares intercambian estos gases con el medio se analizará en el siguiente tema.

1. Completa el siguiente texto. Las plantas elaboran sus alimentos durante la

_____________________________. Las sustancias que toman del medio son _______________, ______________. La energía que absorben para efectuar dicho proceso es

_______________. Los alimentos elaborados son moléculas orgánicas tales como ____________, que puede ser transformada en otros compuestos orgánicos; por ejemplo: ________________, ________________, ____________________.

2. Investiga en qué consisten la presión radical, las fuerzas de cohesión y la transpiración. Contesta las siguientes preguntas.

a) ¿Qué función tienen las raíces en el transporte del agua y minerales? b) ¿Cuál es la fuerza que jala el agua por el tallo? c) ¿Cuál es la propiedad del agua que ayuda a su transporte?

3. Relaciona ambas columnas:  
  _____ Xilema _____ Pelos radicales _____ Estomas _____ Parénquima en empalizada _____ Transpiración ______Floema a) Aberturas en la hoja que permiten el intercambio de CO2 y O2. b) Vaso conductor de agua y minerales. c) Evaporación a través de tallos y hojas. d) Transporta moléculas orgánicas desde las hojas a través de la planta. e) Tejido formado por células. f) Absorción de agua y minerales.
  1. ¿A través de qué estructuras penetran los nutrientes en las algas y en las briofitas?
  2. ¿Qué tipo de nutrición tienen las plantas?
    1. Los hongos son: ( )
    2. a) Autótrofos fotosintéticos. b) Autótrofos quimiosintéticos. c) Heterótrofos. d) Tanto autótrofos como heterótrofos.
    1. La nutrición en los hongos implica: ( )
    2. a) Reacciones químicas dependientes de la luz. b) Fagositosis y digestión intracelular. c) Digestión extracelular y absorción. d) Ciclos de carencia y abundancia de nutrientes.
  3. ¿Los hongos consumen los mismos alimentos que un animal?
  4. En el siguiente cuadro identifica con una X los órganos que están presentes y con un guión ( - ) los que están ausentes en los animales que se indican.

¿Cuáles son estos alimentos?

Órgano Esponjas Celenterados Platelmintos Lombriz Vertebrados
Boca          
Faringe          
Esófago          
Estómago          
Buche          
Molleja          
Intestino delgado          
Intestino grueso          
Ano          

¿Qué animales son más sencillos? ___________________________________________________________________

¿Cuáles son los más complejos?

10. Explica cómo interpretas el siguiente esquema. Después contesta las preguntas que están a continuación.

Ingestión de alimentos

Nutrientes, agua y

Eliminación de Residuos

24 ¿En qué tipos de animales se da esta reacción y por qué?

¿Qué uso le dan a los nutrientes las células?

¿De qué manera se aprecia este uso en el organismo como todo?


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