Nutrición Animal: Entrada de nutrientes

1. La nutrición heterótrofa y sus procesos

Atendiendo al estado físico de la materia orgánica, se distinguen:

• Nutrición holozoica: la materia orgánica ingerida está en estado sólido. Es propia de los animales, y dependiendo del origen de esta materia, se habla de animales fitófagos (herbívoros) si es de origen vegetal, o de animales zoófagos (carnívoros) si es de origen animal.

• Nutrición saprofita: la materia orgánica tomada está en descomposición, procedente de estructuras muertas. Es propia de hongos y bacterias.

En los organismos acuáticos, es frecuente hablar de micrófagos cuya fuente de alimentación es microorganismos y partículas coloidales; muchos presentan estructuras filtradoras para capturar el alimento.

Otras variaciones son formas mixtas de nutrición heterótrofa en las que se necesita la asociación de dos organismos. Son notorias:

• La simbiosis: asociación de organismos que se benefician mutuamente. Un ejemplo son las bacterias que viven en el aparato digestivo.

• El parasitismo: unos de los organismos se alimenta a expensas del otro. Ejemplos: la lombriz intestinal y sus hospedadores.

• El comensalismo: los restos de comida de un organismo sirven de alimento para otro, como sucede con la rémola y el tiburón.

En la nutrición holozoica de los Metazoos se observan los siguientes procesos:

• Digestión: se trasforman los alimento complejos en sustancias sencillas (aparato digestivo)

• Intercambio de gases: se capta el oxígeno para la respiración celular, y se elimina el dióxido de carbono (aparato respiratorio)

• Trasporte: consiste en hacer llegar hasta las células los alimentos digeridos y el oxígenos, así como de conducir los productos de desecho (aparato circulatorio)

• Metabolismo: conjunto de reacciones enzimáticas con el fin de formar nuevo material celular y obtener energía.

• Excreción: expulsa al medio externo los productos de desecho (aparato excretor)

2. El aparato digestivo y sus procesos

En la nutrición holozoica los alimentos han de ser convertidos en moléculas

La digestión comprende dos tipos de acciones:

• Acciones mecánicas: trituración de los alimentos y desplazamiento por el aparato digestivo.

• Acciones químicas: transformar las moléculas alimenticias complejas en otras más sencillas mediante procesos de hidrólisis. Estas transformaciones químicas son:

Pasan a...
POLISACÁRIDOS	------>	Monosacáridos
GRASAS	------>	Ácidos grasos y glicerina
PROTEÍNAS	------>	Aminoácidos

Las transformaciones son realizadas por enzimas digestivos

Debido a todo ello, los animales desarrollan un aparato digestivo que consta de:

• Tubo digestivo con dos aberturas (boca y ano), y con diversificaciones que cumplen una misión característica (boca, esófago, estómago, intestino...). en varias zonas del tubo digestivo la capa muscular que lo recubre se engrosa formando esfínteres que funcionan como válvulas.

• Glándulas digestivas: elaboran y vierten sus jugos donde se mezclan con los alimentos.

Los procesos realizados en las distintas partes del aparato digestivo son:

• Ingestión: entrada de alimentos al aparato digestivo.

• Digestión propiamente dicha: conversión de los alimentos en nutrientes, es decir, moléculas de pequeños tamaño esenciales para la vida del animal.

Este tipo de digestión, que se realiza fuera de las células, se denomina digestión extracelular. Cuando las partículas se digieren en su interior, se habla de digestión intracelular.

• Absorción: paso de los nutrientes desde el tubo digestivo al sistema circulatorio para ir a todas las células.

• Defecación: salida al exterior de los productos no digeridos (heces).

3. El aparato digestivo en los invertebrados

3.1. Invertebrados con digestión intracelular

Las esponjas carecen de órganos digestivos especializados. Tienen una cavidad interior única tapizada por unas células flageladas especiales, los coanocitos. Con sus flagelos originan una corriente de forma que el agua, con las partículas alimenticias, penetran por los poros de su pared corporal y sale por el ósculo, apertura de la cavidad general. Los coanocitos, son sus flagelos, capturan las partículas nutritivas y luego las ceden a otras células, los amebocitos, en cuyo interior son digeridas por unos orgánulos ricos en enzimas hidrolíticos, los lisosomas. Los productos de esta digestión intracelular van al resto de las células.

3.2. Invertebrados con cavidad gastrovascular.

Los cnidarios (pólipos y medusas) presentan un solo orificio de comunicación con el exterior. En esta cavidad, denominada gastrovascular, hay unas células que vierten en ella enzimas digestivos, de modo que la digestión es extracelular.

3.3. Invertebrados con tubo digestivo

En los demás invertebrados hay un tubo digestivo con dos aperturas, boca y ano, salvo en los platelmintos, cuyo intestino es ciego, es decir, carecen de ano. La digestión es extracelular.

Caben reseñar las siguientes características:

• Moluscos: en su cavidad bucal hay un órganos raspador-triturador, la rádula. Tienen glándulas salivales desarrolladas y presentan una gran glándula digestiva, denominada hepatopáncreas, que rodea parte de su tubo digestivo.

• Equinodermos: salvo los lirios de mar, su tubo digestivo se presenta con dos partes opuestas: la parte inferior, la oral, con la boca, y la parte superior, la aboral, con el ano. En las estrellas de mar hay un gran estómago con cinco pares de divertículos son misión digestiva y de absorción. En la boca de los erizos de mar hay cinco piezas calcáreas que actúan a manera de dientes (linterna de Aristóteles).

• Artrópodos: se distinguen tres tramos en su aparato digestivo:

• Tramo anterior: con faringe y esófago

• Tramos medio o mesentéreo: donde se realiza la digestión y absorción de los alimentos pudiendo presentar prolongaciones sin apertura de salida (ciegos) y glándulas, como el hepatopáncreas, de gran actividad digestiva

• Tramo posterior: revestido de una cutícula sin función de absorción.

Los mandibulados (miriápodos, insectos y crustáceos) presentan piezas bucales muy variadas. Hay mandíbulas masticadoras, picadoras y chupadoras, masticadoras-lamedoras y chupadoras

4. El aparato digestivo en los vertebrados

En la especie humana el tubo digestivo se inicia con la boca, y le sigue la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el intestino grueso y el ano. Cada una de estas partes se especializa para realizar una parte del proceso digestivo.

4.1. Ingestión y digestión bucal

La ingestión se realiza mediante las mandíbulas pasando el alimento a la boca. En ella se realizan dos procesos:

• La masticación: proceso mecánico por el cual los dientes desmenuzan los alimentos sólidos, para facilitar la acción de los enzimas digestivos. Los dientes (formaciones óseas de la boca) según su función pueden ser: incisivos, caninos, molares y premolares.

En los mamíferos el número de piezas varía de unas especias a otras

• La insalivación: o mezcla de los alimentos con la saliva, líquido segregado por las glándulas salivales y que disuelve partículas alimenticias, humedece los alimentos y los rodea de una proteína llamada mucina para facilitar su paso por el esófago e hdroliza el almidón a maltosa gracias a la ptialina.

4.2. La faringe y el esófago: la deglución

La deglución es el acto por el cual os alimentos pasan desde la boca al estómago, atravesando la faringe y el esófago. La separación entre el aparato digestivo y el respiratorio permite digerir el alimento hacia el tubo digestivo en el esófago. Para ello el paladar blando se eleva, tapando el paso a las fosas nasales y la laringe se mueve de forma que queda cerrada por la epiglotis.

El bolo alimenticio penetra en el esófago, por donde discurre gracias a los movimientos peristálticos, ondas de contracción que empujan a los alimentos hasta el estómago.

4.3. El estómago y la digestión gástrica.

En el estómago los alimentos sufren acciones mecánicas debidas a fuertes contracciones peristálticas, por lo que el contenido estomacal experimenta un auténtico batido. Las acciones químicas las lleva a cabo el jugo gástrico, líquido que contiene:

• Pepsina: enzima digestivo capaz de hidrolizar proteínas.

• Ácido clorhídrico: origina una acidez para que actúe la pepsina.

• Mucina: protege la pared del estómago de la acción del ácido clorhídrico y la pepsina.

El resultado de la digestión gástrica es el quimo, apto para pasar al intestino.

El vaciamiento del estómago se realiza gradualmente mediante la apertura y cierra del esfínter pilórico que actúa como válvula entre el estómago y el duodeno.

4.4. Digestión en el intestino delgado y absorción de los nutrientes.

En el intestino delgado se completa la digestión de los alimentos.

El quimo que procede del estómago es muy ácido y se neutraliza gracias al hidrogenocarbonato de sodio que poseen los jugos que actúan en el intestino (bilis, jugo pancreático y jugo intestinal).

• La bilis es un líquido acuoso fabricado en el hígado y que se almacena en la vesícula biliar. Está compuesto de:

• Pigmentos biliares, derivados de la hemoglobina

• Sales binarias que emulsionan las grasas, descomponiéndolas.

• El jugo pancreático es elaborado por el páncreas. Contiene los siguientes enzimas:

• Amilasa: hidroliza el resto del almidón en maltosa.

• Lipasas pancreáticas: hidrolizan las grasas

• Tripsina: hidroliza los polipéptidos

• El jugo intestinal producido por las células epiteliales de las mucosa intestinal y que contienen los siguientes enzimas:

• Carbohidrasas: hidrolizan los disacáridos

• Lipasa intestinal: hidroliza las grasas

• Peptidasa: hidroliza los péptidos sencillos dando aminoácidos.

La acción de estos jugos forma el quilo que contiene los nutrientes.

El intestino delgado presenta unas adaptaciones destinadas a incrementar la superficie de contacto con el quilo. Estas adaptaciones son:

• Las válvulas conniventes: pliegues transversales de la mucosa intestinal.

• Vellosidades intestinales: prolongaciones digitiformes de la mucosa de las válvula conniventes; en cada vellosidad están las células secretoras, las células absorbentes y las células caliciformes. En el interior de cada vellosidad hay una red de vasos sanguíneos y linfáticos

• Microvellosidades: prolongaciones microscópicas de la membrana de las células absorbentes.

La absorción de nutrientes se realiza a través de las células absorbentes de la mucosa intestinal. En su membrana plasmática hay una serie de sistemas de transporte, que desplazan las moléculas absorbidas desde la luz intestinal al interior celular. Estas moléculas atraviesan las células y pasan a los vasos situados en el centro de las vellosidades.

4.5. La actividad en el intestino grueso y la defecación

En los mamíferos, las sustancias no absorbidas en el intestino delgado pasan al intestino grueso donde sufre las últimas modificaciones como son:

• Absorción del agua: como consecuencia, la papilla líquida procedente del intestino delgado se transforma en las heces fecales.

• Diversas fermentaciones: las bacterias que habitan en el intestino grueso producen gases intestinales y dando a las heces su olor característico.

Las heces se expulsan al exterior por el proceso de la defecación.

En los mamíferos el intestino grueso termina en el ano, cerrado por un esfínter.

5. El intercambio de gases

El vocablo respiración puede tener dos acepciones:

• Oxidación de nutrientes en todas las células para obtener energía (respiración celular).

• Captación de oxígeno a nivel del organismo entero y desprendimiento del dióxido de carbono formado en la respiración celular (intercambio de gases).

Un protozoo, vive en un medio hídrico y toma el oxígeno del mismo por un proceso de difusión. Este consiste en un movimiento de moléculas de una zona de mayor concentración a una de menor concentración a través de una membrana permeable al gas.

En el fenómeno de intercambio de gas (difusión), intervienen los siguientes factores:

• La presencia de una membrana permeable al gas a ambos lados de la membrana. Debe ser mayor fuera que dentro.

• La concentración del gas (presión del gas disuelto) a ambos lados de la membrana y que debe ser mayor la de fuera que la de dentro

• La superficie de la membrana que realiza el intercambio de gases. A mayor superficie mayor posibilidad de difusión y mayor rendimiento.

• La humedad, ya que la difusión a través de la membrana únicamente se realiza en un medio hídrico.

6. Principales tipos de respiración en los animales

Hay cuatro tipos de respiración animal, dependiendo del aparato respiratorio:

6.1. La respiración cutánea.

En ella, el oxígenos y el dióxido de carbono se difunden a través de la piel húmeda del cuerpo del animal que carece de sistema de impermeabilización. Es propia de los gusanos (anélidos y grupos similares) y de los anfibios en estado adulto.

6.2. La respiración por branquias.

Las branquias son superficies evaginadas del cuerpo del animal dando una sola capa de células por la parte externa en contacto con el medio que les rodea. Éste es siempre un medio hídrico, es decir, la respiración branquial es propia de animales acuáticos. Dependiendo de su localización se habla:

• Branquias externas: sobresalen del cuerpo del animal y están en contacto con el medio acuático, sin ningún tipo de recubrimiento. Son propias de algunos anélidos marino, algunos equinodermos y las larvas de los anfibios.

• Branquias internas: protegidas por estructuras corporales del animal. Para hacer llegar agua con oxígeno a ellas, deben realizar movimientos respiratorios, diferentes según las especies. Son propias de la mayoría de los moluscos acuáticos, algunos crustáceos marinos y de los peces (óseos y cartilaginosos).

6.3. La respiración por tráqueas

Las tráqueas son invaginaciones tubulares ramificadas con unas aperturas (estigmas) en las superficie del cuerpo. Las últimas ramificaciones ponen en contacto el oxígeno con las células de los tejidos y permiten el intercambio de gases directamente. Son propias de los artrópodos terrestres: insectos, miriápodos y arácnidos. En muchos insectos hay también sacos aéreos (ensanchamiento de las tráqueas que tienen la función de contraerse y dilatarse ventilando el organismo, y que se mueven por distensión y compresión del abdomen)

6.4. La respiración por pulmones

Los pulmones son cavidades internas formadas por invaginaciones de unas membranas, las cuales de llenan de aire con su aporte do oxígeno. Son estructuras propias de los animales terrestres y tienen la ventaja de poder mantenerse húmedas sin que el animal tenga grandes pérdidas de agua por evaporación. Atendiendo a la ausencia o presencia de movimientos respiratorios que fuercen un flujo de aire en los pulmones, se habla de pulmones de difusión y ventilación, respectivamente.

• Pulmones de difusión: Son propios de los caracoles y de las arañas.

• Pulmones de ventilación: Son propios de los vertebrados terrestres. El intercambio de aire con la atmósfera se produce mediante una corriente de flujo, producida como resultado del cambio del volumen del pulmón. Se realizan movimientos de inspiración (toma de aire hacia los pulmones) y expiración (expulsión de aire de los pulmones).

7. El aparato respiratorio de los vertebrados terrestres

El aparato respiratorio de los vertebrados superiores consta de las vías respiratorias y los pulmones.

• Las vías respiratorias son:

• Laringe: Tubo corto cuyas paredes están constituidas por varios cartílagos. Comunica con la faringe mediante la glotis, y se cierra mediante la epiglotis.

• Tráquea: Tubo que permanece abierto gracias a una serie de cartílagos.

• Bronquios: originados por la bifurcación de la tráquea y de idéntica constitución. Cada uno de ellos penetra en el pulmón donde se ramifica una y otra vez, hasta dar con unos conductos finísimos llamados bronquíolos, cuyos extremos se ensanchan dando los sacos pulmonares.

• Los pulmones. Los más complicados tienen estructura en forma de saco formado por las ramificaciones bronquiales y las vesículas pulmonares, que se subdividen en cámaras esféricas, a modo de racimos, llamados alveolos pulmonares. A su alrededor hay una serie de vasos sanguíneos muy ramificados, y todo ello queda relleno y unido por el tejido conjuntivo.

El intercambio gaseoso tiene lugar en estos alveolos pulmonares, donde el aire y la sangre sólo están separados por dos membranas finas y permeables a los gases: la de los alveolos y las de los capilares.

La sangre que llega a los pulmones procede de los distintos tejidos, donde ha cedido gran parte del oxígeno que llevaba y se ha cargado con el dióxido de carbono resultante de la respiración celular. Por lo tanto la concentración o presión del oxígeno es inferior a la del aire alveolar, lo que hace que difunda el oxígeno hacia la sangre, mientras que con el dióxido de carbono sucede lo contrario: gran parte del gas de difunde al alveolo.