La Digestión

Definición

Consiste en la transformación de las macromoléculas componentes de los alimentos en moléculas sencillas, que pueden ser absorbidas y utilizadas por las células del propio organismo.

 La digestión ocurre tanto en los organismos pluricelulares como en las células. En este proceso participan diferentes tipos de enzimas.

El sistema o aparato digestivo, es muy importante en la digestión ya que los organismos heterótrofos dependen de fuentes externas de materias primas y energía para crecimiento, mantenimiento y funcionamiento. El alimento se emplea para generar y reparar tejidos y obtención de energía. Los organismos autótrofos (las plantas, organismos fotosintéticos), por el contrario, captan la energía lumínica y la transforman en energía química, utilizable por los animales.

Hay animales que no necesitan un aparato especial para digerir y absorber sustancia orgánica. Esto ocurre con los parásitos que viven en el intestino, la sangre o los tejidos de otros animales: el medio es muy rico en nutrientes, y los pueden absorber por la superficie del cuerpo. Así ocurre también en muchos animales marinos, un medio muy rico en partículas alimenticias, que toman por medio de células especiales.

Pero en la inmensa mayoría de los casos, es necesario un Aparato Digestivo que permita ingerir el alimento, y reduzca el tamaño y peso molecular de las sustancias nutritivas, de modo que puedan pasar directamente a las células.

Los compuestos orgánicos sencillos, como la glucosa, los aminoácidos, etc, serán oxidados en el interior celular, mediante el proceso denominado catabolismo, en el cual se libera energía.

Para realizar la nutrición, el organismo necesita por tanto cuatro aparatos:

1.- Aparato digestivo: se encarga de tomar el alimento del exterior, digerirlo y absorberlo.

2.- Aparato circulatorio: transporta, por el interior, todos los productos digeridos y absorbidos, así como los desechos originados en los procesos de nutrición.

3.- Aparato respiratorio: toma el oxígeno del aire y expulsa el CO2 sobrante.

3.- Aparato excretor: concentra y expulsa al exterior las sustancias tóxicas producidas en las funciones de nutrición.

Tipo de digestión según su complejidad

  •  Digestión intracelular: Propia de organismos unicelulares (protozoos) y de algunos pluricelulares sencillos, como las esponjas.

Al carecer de medio interno, la digestión se efectúa dentro de las células y los lisosomas vierten sus enzimas digestivos a las vacuolas digestivas. Después de realizar la digestión, los productos de desecho se expulsan al exterior por una vacuola fecal.

  •  Digestión mixta: Algunos metazoos inferiores, como los celentéreos tienen una digestión en parte intracelular y en parte extracelular.

Estos animales poseen, tapizando la cavidad gástrica, unas células secretoras de enzimas. Los alimentos llegan a dicha cavidad y empiezan a ser digeridos (digestión extracelular). Las partículas parcialmente digeridas son fagocitadas por otras células de la pared de la cavidad gástrica, terminando allí la digestión (digestión intracelular). Los residuos se expulsan a la cavidad gástrica y posteriormente al exterior.

  •  Digestión extracelular: Característica de animales superiores, que tienen un tubo digestivo dividido en varias partes, en cada una de las cuales se segregan distintos enzimas digestivos específicos.

Transporte de los alimentos digeridos a las células

Una vez transformados los alimentos en sustancias asimilables, la sangre y el aparato circulatorio tienen la misión de transportar estas sustancias a todas las células.

En este proceso, el aparato respiratorio es el encargado de llevar el oxígeno a las células.

Metabolismo celular

Las moléculas nutritivas digeridas y transportadas por la sangre, son transformadas en el interior de la célula en energía (catabolismo) o bien utilizadas para la síntesis de moléculas más complejas (anabolismo).

Tipo de aparatos digestivos

Se clasifican de acuerdo al número de orificios.

·        Un solo orificio (boca) se considera incompleto, El Sistema Digestivo Incompleto denominado también celenterónico, es típico de celentéreos (hidras, medusas) y algunos platelmintos (planarias).

·        Dos orificios en el tubo digestivo (boca y ano) se considera completo. El Completo lo tienen los nemátodos, moluscos, anélidos, hasta el hombre.

Tipos de aparato digestivo animal.

Aparato Digestivo de Animales invertebrados.

 Digestión intracelular

Espongiarios: En todo el cuerpo presentan poros inhalantes, por donde ingresa el agua con alimentos y oxígeno. Las partículas de alimento son filtradas por los coanocitos que están en la cavidad gastrovascular. Luego, el agua con desechos y anhídrido carbónico sale por un orificio denominado ósculo.

Digestión extracelular

Aparato digestivo incompleto

Platelmintos: Como en planarias presentan un intestino ramificado que aumenta la superficie de absorción. Tienen digestión mixta. A excepción de las tenias, poseen un único orificio y un tubo digestivo incompleto que se extiende por todo el cuerpo. Este tubo consta de boca, faringe e intestino (sin abertura anal), los excrementos se acumulan y se eliminan por la boca mediante la lavada intestinal.

Aparato digestivo completo

Anélidos: Encontramos una faringe musculosa para succionar los alimentos. El alimento es ingerido por la boca, pasa a la faringe, un órgano musculoso encargado de succionar el alimento y enviarlo al esófago, el cuál conduce el alimento hacia el buche, donde se almacena temporalmente. Poco a poco el alimento va pasando del buche a la molleja (La molleja es una especialización del estómago de ciertos invertebrados y vertebrados.  Donde las contracciones musculares y los granos de arena trituran el alimento y lo transforman en partículas más pequeñas. Finalmente el alimento pasa al intestino, donde los enzimas digestivos realizan la digestión, transformando los nutrientes complejos en sencillos para que las células puedan absorberlos. El material no ingerido es eliminado a través del ano.

Nematodos: son los animales más sencillos con un aparato digestivo completo. A lo largo del tubo digestivo se producen ondas de contracción muscular que empujan el alimento en un sentido, de modo que puede ingerirse más alimento mientras que en las partes posteriores se dirige por la acción de enzimas hidrolíticos y se absorbe lo digerido. Los residuos se eliminan por el ano.

Equinodermos: Como el Erizo de Mar, presenta un aparato bucal modificado denominado “Linterna de Aristóteles” con 5 potentes maxilas controladas por un músculo circular, la boca está situada en la parte inferior, le sigue un corto esófago, un gran estómago, un pequeño intestino y el ano, que se abre en la parte superior. La estrella de mar presenta un estómago reversible, el cual se ramifica en 5 sacos intestinales que recorren internamente cada uno de los brazos.

Moluscos: Como los caracoles y otros tienen en la boca una lengua en cuya superficie presenta dientecillos córneos adaptados para raspar, se le denomina rádula. También en los moluscos encontramos el hepatopáncreas que es el diseño primitivo del hígado y páncreas. Exceptuando los bivalvos, que son animales filtradores, el aparato digestivo es un tubo, en ocasiones con forma de espiral, consta de boca, esófago, estómago, intestino y ano. En la boca se encuentra la rádula (un órgano raspador con función masticadora), en el estómago desemboca una glándula, el hepatopáncreas, que segrega jugos para facilitar la digestión.

Insectos (artrópodos): la boca está adaptada al tipo de alimentación y posee apéndices, como mandíbulas y maxilas, para la captura y masticación, y palpos para el gusto. Tienen su máximo representante en los insectos, cuyo aparato digestivo empieza en la boca con glándulas salivares y apéndices bucales que varían en aspecto y constitución según su régimen alimenticio. En el tramo final del esófago hay una dilatación llamada buche, donde el alimento ensalivado se acumula temporalmente para pasar a la molleja, donde es triturado y finalmente introducido en el intestino. En los insectos encontramos aparatos bucales modificados para chupar, succionar, lamer, picar, etc. En las mariposas es característica la espiritrompa.

Aparato Digestivo de Animales vertebrados

Peces

El aparato digestivo es un largo tubo con las siguientes partes: boca, faringe, estómago e intestino. La faringe se abre lateralmente por las hendiduras branquiales. Una derivación del esófago forma la vejiga natatoria, órgano hidrostático de muchos peces.

Anfibios

El sistema digestivo tiene dos componentes principales: el tubo digestivo con regiones especializadas y las glándulas digestivas. El tubo digestivo se extiende desde la boca hasta el ano, el cual se abre en la cloaca. Desde el comienzo hasta el final, las regiones son la cavidad oral, faringe, esófago, estómago e intestinos delgado y grueso. La morfología general de estas regiones no varía entre los diferentes grupos de anfibios, pero si en longitud, siendo más corto en anuros que en cecilias y salamandras.

Reptiles

La cavidad bucal y la faringe son pasajes compartidos para el movimiento del aire hacia fuero y dentro del pasaje respiratorio y para el movimiento de la comida y el agua hacia el tubo digestivo. El alimento y el agua entran directamente a la cavidad bucal a través de la boca.

Ofideos. El tubo digestivo, al igual que la mayoría de sus órganos internos, es alargado y se relaciona con la forma longitudinal del cuerpo. El esófago y el estómago son muy distensibles en estos reptiles, lo cual facilita la ingestión de presas muy voluminosas, sin ninguna dificultad.

Aves

El aparato digestivo también presenta modificaciones importantes. Una de ellas es la presencia del buche, que es una bolsa derivada del esófago en la que algunas aves como las gallináceas, los loros y las palomas, almacenan alimento por algún tiempo antes de digerirlo. Los flamencos y las palomas presentan en el buche unas glándulas especiales que producen sustancias que, mezcladas con alimentos semidigeridos por los padres, son alimenticias para las crías. Por su consistencia y color se ha llamado a estas sustancias leche.

El estómago se encuentra constituido por dos secciones; la primera, llamada proventrículo, es donde se encuentran las glándulas que producen las enzimas que ayudan a descomponer los alimentos; la segunda se conoce como molleja y es una bolsa musculosa, que en algunas ocasiones puede estar llena de pequeñas piedras, cuya función es triturar el alimento, supliendo así la función de los dientes. Los intestinos desembocan en una abertura llamada cloaca, donde confluyen los aparatos digestivo y genito-urinario.

Mamíferos

Los mamíferos tienen un aparato digestivo de los más evolucionados y, en general, está formado por un tubo digestivo, que consta de boca, faringe, esófago, estómago e intestino, y glándulas anejas, que son: las salivales, el hígado y el páncreas.

Rumiantes. El estómago de los rumiantes se caracteriza por poseer cuatro divisiones, que a diferencia de los no rumiantes, son capaces de aprovechar los carbohidratos estructurales de las plantas, teniendo así una fuente de energía adicional.

Los rumiantes al nacer su estómago no está desarrollado, siendo funcional sólo el abomaso producto de que su alimento inicial es la leche; al ir creciendo y agregar alimento fibroso se estimula el desarrollo de los otros compartimentos del estómago

Si el alimento ingerido no ha podido ser bien reducido de tamaño, el animal devuelve el alimento a la boca por medio de contracciones bruscas del retículo y lo devuelve a masticar, este proceso se conoce como rumia.

Los rumiantes eructan como un mecanismo para liberar los gases producidos por la fermentación de los microorganismos presentes en el rumen, esto lo consiguen por la contracción y dilatación de los diferentes compartimentos.

Vertebrados

En los vertebrados, la digestión se inicia con la ingestión o la entrada de alimento por la boca y continúa en el aparato digestivo, ocurriendo dos tipos de fenómenos, los cuales pueden modificarse.

Fenómenos mecánicos

·        Masticación

Realizada por los dientes, es imprescindible sobre todo en la digestión de las verduras, legumbres y frutas crudas (todas sin excepción), puesto que estos alimentos están rodeados por membranas de celulosa no digeribles que es preciso destruir.

·        Deglución

Mecanismo complejo que consta de una etapa voluntaria que inicia el acto deglutorio; una etapa faríngea involuntaria, que constituye el paso del alimento al esófago, y una etapa esofágica.

·        Motilidad intestinal

Proceso por el cual los alimentos en diferentes estados de digestión (quimo), son desplazados mediante movimientos de la musculatura intrínseca de la pared del intestino, para facilitar la digestión y la absorción.

·        Fenómenos químicos

Producen la transformación de los alimentos formados por moléculas complejas en moléculas más sencillas que son fácilmente absorbibles por el intestino. Así los hidratos de carbono se convierten en monosacáridos como la glucosa, las grasas se rompen en ácidos grasos y glicerina, y las proteínas se transforman en aminoácidos. Las reacciones químicas más importantes en la digestión son las de hidrólisis, favorecidas por enzimas que contienen los jugos digestivos.

Excreción

La excreción es un proceso fisiológico, que le permite al organismo eliminar sustancias de desecho y tóxicas para el cuerpo, manteniendo así en equilibrio la composición de la sangre y otros fluidos corporales.

Los animales poseen sistemas excretores con estructuras que se especializan en la eliminación de agua y de sustancias nitrogenadas tóxicas. Dependiendo del medio donde viven tienen sistemas excretores con diferentes grados de complejidad y especializados en excretar agua o sales y retener agua.

SISTEMAS EXCRETORES DE LOS INVERTEBRADOS

La mayoría de los invertebrados marinos, como las esponjas, los cnidarios y los crustáceos, excretan por difusión nitrógeno al agua del mar. Los invertebrados de agua dulce y los terrestres presentan variados órganos excretores, basados en el mismo mecanismo: el filtrado de los fluidos y posterior secreción y reabsorción de sustancias específicas. Veremos tres órganos excretores: los protonefridios, los metanefridios y los túbulos de Malpighi.

LOS PROTONEFRIDIOS

Los protonefridios son una red de túbulos que tienen un extremo abierto al exterior y muchos extremos ciegos, donde se ubica una sola célula llamada célula flamígera. Esta célula posee cilios vibrátiles que le dan la apariencia de una llama. El fluido interno del animal entra a los túbulos y los cilios lo impulsan hasta el poro excretor. Estos órganos están presentes en gusanos planos como las planarias y las tenias.

LOS METANEFRIDIOS

Los metanefridios tienen un extremo abierto a la cavidad general del cuerpo (celoma) y el otro, casi siempre con una dilatación o vejiga previa, desemboca al exterior.

Los metanefridios son segmentados y se encuentran en anélidos como la lombriz de tierra.

En ambos tipos de órganos excretores, es decir, tanto en los protonefridios como en los metanefridios, el líquido que entra a los túbulos va siendo modificado en su camino hacia el poro excretor. Las paredes del túbulo permiten en todos los casos la filtración, difusión, reabsorción y secreción de diferentes sustancias. Estos procesos conducen a la formación de una orina muy diluida, a la excreción de agua y amoníaco y a la preservación de sales.

LOS TÚBULOS DE MALPIGHI

Los túbulos de Malpighi poseen un extremo ciego, y otro extremo que desemboca en la parte final del tubo digestivo. Nuevamente, el líquido sufre una serie de procesos de secreción y reabsorción para obtener finalmente el ácido úrico en forma semisólida, el cual se expulsa con las heces. Los túbulos de Malpighi, muy eficientes en excretar desechos de nitrógeno con mínima pérdida de agua, son característicos de los insectos y los arácnidos.

SISTEMAS EXCRETORES DE LOS VERTEBRADOS

En los vertebrados, la eliminación de desechos se realiza por medio de los riñones. Los riñones de los vertebrados están formados por miles de túbulos o unidades excretoras conocidas como nefronas o nefrones. Las nefronas filtran la sangre para mantener el equilibrio de agua y sales en el organismo y están encargadas de los procesos de filtración, reabsorción y secreción.

La orina se forma en los riñones, luego pasa por los uréteres a la cloaca (en el intestino terminal), en el caso de las aves, o bien a una vejiga de la que saldrá por la uretra, en el caso de los mamíferos. Es importante anotar que las nefronas sirven en algunos animales para excretar agua y en otros, para conservar agua y sales.

EL RIÑÓN EN LOS VERTEBRADOS ACUÁTICOS

En los peces y anfibios el riñón está formado por nefronas que filtran solamente sangre, pues han perdido la conexión con el celoma. Todas las nefronas vierten el producto de la filtración al conducto de Wolf, que desemboca en el exterior. Este tipo de riñones es eficaz para llevar a cabo la filtración, pero realiza con dificultad la reabsorción, y por eso, es apropiado sólo para los animales acuáticos. Cabe anotar que el proceso de la excreción es diferente en los animales de agua dulce y en los marinos.

EXCRECIÓN EN ANIMALES DE AGUA DULCE

Los peces de agua dulce son hipertónicos respecto al medio externo (en su medio interno la concentración de sales es más alta que en el externo). Por esta razón, deben eliminar el exceso de agua, que penetra por las branquias y el tubo digestivo. El riñón realiza la eliminación produciendo una orina muy diluida, es decir, que la cantidad de sales es pequeña comparada con la gran cantidad de agua que la disuelve.

Sin embargo, se pierden muchas sales, que se recuperan absorbiendo las mismas por medio de glándulas especializadas en las branquias.

EXCRECIÓN EN ANIMALES DE AGUA SALADA

Los peces marinos, en cambio, viven en un medio con una alta concentración de sales y por eso están expuestos a que el agua salga de su cuerpo por osmosis. Sus riñones, producen una orina muy diluida, lo que incrementa esa pérdida de agua.

En estos animales, el problema se resuelve por dos vías diferentes: en primer lugar, absorben toda el agua que pueden en los túbulos renales (la orina resulta casi isotónica); en segundo lugar, ingieren agua por la boca y la retienen expulsando el exceso de sales por transporte activo a través de las branquias.

EL RIÑÓN EN LOS VERTEBRADOS TERRESTRES

Para los vertebrados terrestres el problema fundamental es evitar la pérdida de agua. Si esos animales excretaran el nitrógeno en forma de amoníaco, que es un compuesto muy tóxico, tendrían que diluirlo en grandes cantidades de agua para disminuir su toxicidad. Luego, esto no es consecuente con la necesidad de no perder agua.

Por eso es necesario que este compuesto se transforme previamente en otros menos tóxicos, como la urea o el ácido úrico, para que pueda excretarse con una menor dilución de agua. El ácido úrico puede ser excretado incluso en forma sólida, como en el caso de las aves y de los reptiles. En cambio, los mamíferos excretan una orina líquida concentrada, que contiene principalmente urea.En todos estos casos la producción de una orina hipertónica (más concentrada que el medio interno), tan útil para ahorrar agua, es posible gracias al desarrollo de un riñon más complejo que el de los peces y anfibios. Sus nefronas tienen los túbulos mucho más largos para facilitar la reabsorción del agua.

 ESTRUCTURAS EXCRETORAS NO ESPECIALIZADAS

En los distintos animales hay determinadas estructuras que también realizan funciones excretoras, aunque su función más importante es otra. Las principales estructuras excretoras no especializadas son las siguientes:

·        Los pulmones y las tráqueas que expulsan agua y dióxido de carbono (C02).

·        Las branquias que expulsan dióxido de carbono (C02) y amoníaco (NH3).

·        La piel húmeda de los anfibios que expulsa dióxido de carbono (C02) por difusión.

·        Las glándulas sudoríparas de la piel de los mamíferos. El sudor es como una orina muy diluida. Contiene 99% de agua, 0,6% de sales minerales, principalmente cloruro de sodio (NaCl) y un 0,4% de sustancias orgánicas (urea, creatininay uratos).

·        Las glándulas lacrimales. Las lágrimas tienen una alta concentración de sal, es decir, de cloruro de sodio (NaCl).

·        El intestino elimina los pigmentos biliares, procedentes del hígado, que son productos de la desintegración de los glóbulos rojos viejos y la excreción de calcio por el colon.

·        Las estructuras sólidas que contienen productos de excreción en forma sólida. Por ejemplo, las mudas de los artrópodos.

Bibliografía

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