Nutrición y vías respiratorias de los animales

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
1
−−−−−−>
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
2
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
3
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
4
• 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.
5
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.
6
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.
7