La Nutrición Animal: Procesos y Adaptaciones

La nutrición comprende los procesos de captura, ingestión, digestión, intercambio gaseoso, transporte, metabolismo y excreción.

1. Captura e Ingestión

La ingestión consiste en la introducción de los alimentos en el cuerpo. Existen dos tipos principales:

• Ingestión pasiva: Común en animales acuáticos. Se utilizan estructuras para agitar el agua. Ejemplo: los coanocitos (células flageladas) en las esponjas.
• Ingestión activa: Propia de animales con movimiento que poseen órganos para la captura y sujeción del alimento. Ejemplos: tentáculos en cefalópodos, rádula en moluscos.

2. Digestión

Es la transformación, con ayuda de enzimas, de las moléculas complejas alimentarias ingeridas en moléculas más sencillas para que puedan ser absorbidas por las células del organismo. Hay tres tipos de digestión:

• Digestión intracelular: Típica de las esponjas, la digestión se realiza en el interior de las células. Tiene limitaciones, ya que solo pueden capturarse partículas pequeñas y cada célula debe producir sus propias enzimas.
• Digestión extracelular: Se realiza fuera de las células, en el interior del tubo digestivo. Es propia de los vertebrados y muchos invertebrados.
• Digestión mixta: Tiene una etapa extracelular y otra intracelular. Propia de celentéreos (ej: medusas), que introducen a sus presas en el interior de la cavidad gastrovascular (que hace de boca y ano), donde se hace una digestión parcial. La digestión se completa en otras células.

3. Absorción

Las moléculas obtenidas en la digestión se incorporan al organismo atravesando las paredes del tubo digestivo.

4. Transporte

En los animales complejos se hace con un sistema circulatorio; en los sencillos no es necesario.

Modelos de Aparatos Digestivos en Animales

Hay dos modelos principales:

• Incompleto: Tiene solo una abertura (boca y ano). Lo tienen los celentéreos. Es poco eficiente porque mientras se procesa un alimento no se puede digerir otro.
• Completo: Eficiente. Es un tubo que recorre el cuerpo con boca y ano. Está especializado en regiones.

Aparato Digestivo de Algunos Invertebrados

• Incompleto: Platelmintos (gusanos planos, excepto las tenias) tienen digestión mixta y un solo orificio.
• Aparato digestivo completo:
  • Anélidos (como lombrices): Tienen un buche y una molleja, donde las contracciones musculares y granos de arena trituran el alimento.
  • Nematodos (tipo de gusanos): Tienen ondas de contracción muscular para empujar el alimento.
  • Equinodermos (erizos): La boca tiene 5 piezas masticadoras y el aparato digestivo da varias vueltas por el interior del animal.
  • Moluscos: Consta de boca, esófago, estómago y ano. En la boca está la rádula (con función masticadora) y el estómago tiene el hepatopáncreas, que segrega jugos para facilitar la digestión.
  • Artrópodos: La boca posee mandíbulas y maxilas para la captura y masticación, y palpos para el gusto. Los insectos tienen glándulas salivares. En el tramo final del esófago hay una dilatación llamada buche, donde el alimento ensalivado se acumula temporalmente para pasar luego a la molleja, donde es triturado.

Aparato Digestivo de Algunos Vertebrados

Consta de un tubo digestivo y unas glándulas anejas.

Tubo digestivo:

• Boca: Tienen dientes (incisivos, caninos, premolares y molares). Las aves y tortugas no tienen dientes, sino pico. La lengua, excepto en los peces, es móvil.
• Faringe: Tubo muscular que participa en la deglución (tragar).
• Esófago: Musculoso, conecta la faringe con el estómago y, mediante contracciones peristálticas, impulsa el bolo alimenticio al estómago. Las aves tienen una dilatación llamada buche.
• Estómago: Dilatación del tubo donde se disgrega el alimento. En aves, el estómago posee dos cavidades: la molleja y el estómago glandular. Los herbívoros tienen el estómago dividido en cuatro partes: panza o rumen, redecilla, libro y cuajar.
• Intestino: Está dividido en intestino medio (donde se realiza la digestión química) e intestino terminal. En las aves, el intestino terminal termina en una cloaca.

Aparato Digestivo en el Ser Humano

• Boca: La saliva es una secreción que contiene una proteína (la mucina), una enzima (la amilasa salival, que inicia la degradación del almidón y el glucógeno) y la lipasa lingual (que inicia la hidrólisis de la grasa). La comida es empujada por la lengua y llega al esófago a través de la faringe mediante la deglución. Para evitar que el alimento pase a las vías respiratorias, la epiglotis tapa la tráquea. Cuando el alimento llega al estómago, se abre el esfínter llamado cardias (comunica el esófago con el estómago y permite la entrada).
• Estómago: Es un saco muscular que secreta jugo gástrico, el cual contiene ácido clorhídrico, pepsina (enzima que hidroliza proteínas) y mucina (forma una película protectora). El alimento sale del estómago por el esfínter pilórico y va al duodeno (intestino).
• Intestino delgado: Es un tubo estrecho de 8 m de longitud, formado por el duodeno (25 cm, donde tiene lugar la mayor parte de la digestión química), el yeyuno y el íleon.
  • Digestión en el duodeno: En el intestino desembocan conductos que transportan el jugo del páncreas y la bilis (fabricada por el hígado y que ayuda a la digestión de grasas). La parte interna del intestino tiene aspecto aterciopelado, debido a la presencia de unas vellosidades intestinales que tienen pliegues y facilitan la absorción de nutrientes.
  • Hígado: Es el órgano más grande del cuerpo y produce bilis, que se acumula en la vesícula biliar. La bilis es amarillenta y contiene agua, sales biliares, colesterol y pigmentos. Emulsiona las grasas.
  • Páncreas: Órgano alargado, situado debajo del estómago, que produce jugo pancreático, con enzimas (lipasa, tripsina, etc.).
  • Absorción intestinal: La absorción es el paso de los alimentos digeridos a través de las paredes del aparato digestivo a la sangre o la linfa. La mayor parte se absorben en el primer metro del intestino delgado, gracias a las vellosidades. La absorción se produce por ósmosis, difusión y transporte activo (consume energía). Los ácidos grasos y la glicerina pasan a la linfa.
• Intestino grueso: Tiene unos 2 metros de longitud y 6 cm de diámetro. Se divide en ciego, colon y recto.
  • Ciego: Es una región corta, con forma de saco, que termina en el apéndice vermiforme (su inflamación produce apendicitis).
  • Colon: Asciende verticalmente formando el colon ascendente, pasa horizontalmente formando el colon transverso y baja por el lado izquierdo formando el colon descendente, que termina en el colon sigmoideo.
  • Recto: Supone los últimos 20 cm del intestino grueso, que acaba en el conducto anal.

En el intestino grueso se absorbe agua y sodio. Las bacterias producen vitamina K y algunas vitaminas del grupo B. La celulosa o las fibras no absorbidas son expulsadas por el ano.

Aparatos Circulatorios en Animales

Los aparatos circulatorios pueden clasificarse en:

Aparato Circulatorio Abierto o Lagunar

Los vasos sanguíneos no forman un circuito completo, pues no hay capilares sanguíneos uniendo las arterias y las venas, por lo que la sangre sale de las arterias, baña los órganos y regresa al corazón. Las arterias desembocan en el hemocele (cavidad primitiva que sustituye a las redes de capilares). Ejemplos: moluscos y artrópodos.

En los moluscos, el corazón está formado por 2 o 3 cámaras:

• 1 o 2 aurículas que reciben la sangre de las branquias.
• 1 ventrículo que bombea la sangre a la aorta.

En los artrópodos, como los insectos, el corazón tubular se sitúa en posición dorsal y está dividido en cámaras separadas por válvulas que evitan el retroceso. La hemolinfa entra en el corazón a través de diminutas aberturas pares, los ostiolos. Algunos artrópodos llevan pigmentos como hemoglobina y hemocianina.

Aparato Circulatorio Cerrado

En él, la sangre circula siempre dentro de vasos sanguíneos. Ejemplos: vertebrados y algunos invertebrados (anélidos y cefalópodos). El corazón bombea la sangre a las arterias y estas se dividen en arteriolas de menor tamaño, dando una red de finos capilares. El corazón es el órgano que bombea la sangre a una presión elevada. Los aparatos circulatorios cerrados son más apropiados para los animales activos y de gran tamaño. Ejemplo: anélidos (invertebrados), que tienen un vaso dorsal contráctil en toda su longitud, vasos laterales y vasos ventrales.

Vertebrados:

El corazón tiene una o dos cámaras superiores (aurículas) y una o dos cámaras inferiores (ventrículos). Hay tipos de circulación:

• Simple: La sangre solo pasa una vez por el corazón al completar una vuelta.
• Doble: Pasa dos veces.
• Incompleta: Hay mezcla de sangre oxigenada y no oxigenada.
• Completa: No hay mezcla de sangre.

• Peces: Circulación simple y completa. Tienen una aurícula y un ventrículo. En la aurícula entra la sangre desoxigenada y luego va al ventrículo, donde sale a las branquias para oxigenarse.
• Anfibios: La circulación es doble e incompleta. El corazón tiene tres cavidades. A la aurícula derecha llega sangre desoxigenada de los tejidos y a la aurícula izquierda llega sangre oxigenada. De las aurículas, la sangre va a un ventrículo único, y hay mezcla de sangres.
• Reptiles: Circulación doble e incompleta, pero con tendencia a completa. Tienen dos aurículas y un ventrículo parcialmente tabicado. La separación de las dos cámaras del ventrículo es total en cocodrilos.
• Aves y mamíferos: Es doble y completa. El corazón tiene cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos. A la aurícula derecha llega sangre de los tejidos del cuerpo, pasa al ventrículo derecho y es bombeada a los pulmones. Luego entra en la aurícula izquierda, pasa al ventrículo izquierdo y se reparte por todo el cuerpo.

El aparato circulatorio del ser humano: Las válvulas auriculoventriculares separan las aurículas de los ventrículos y hacen que la sangre no retorne a las aurículas. Las válvulas semilunares impiden el retorno de la sangre de las arterias a los ventrículos. El ciclo cardíaco es la alternancia de contracción cardíaca (sístole) y de relajación (diástole) de las cavidades del corazón. En la diástole, las aurículas y los ventrículos están relajados.

• La doble circulación:
  • Circulación menor o pulmonar: La sangre pobre en oxígeno procedente del cuerpo pasa de la aurícula derecha al ventrículo derecho y de aquí a la arteria pulmonar (va a los pulmones). De aquí pasa a las venas pulmonares, que desembocan en la aurícula izquierda.
  • Circulación mayor: Al contraerse la aurícula izquierda, la sangre oxigenada pasa al ventrículo izquierdo. Cuando este se contrae, la sangre pasa a la aorta, que irriga los órganos del cuerpo. La sangre regresa por las venas cavas a la aurícula derecha.

Respiración en Animales

Respiración Cutánea

La respiración se lleva a cabo a través del tegumento corporal. La piel va a ser la encargada de realizar el intercambio gaseoso, de modo que tiene que ser muy fina, estar húmeda y muy vascularizada, de modo que permita el transporte de oxígeno a todo el cuerpo a través de la sangre. Este tipo de respiración lo podemos observar en esponjas, cnidarios y platelmintos, donde muchos de ellos presentan una gran superficie corporal respecto a su volumen total, por lo que suelen adoptar formas esféricas, aplanadas o cilíndricas de gran longitud, lo cual permite poner en contacto con el medio externo una gran extensión de superficie respiratoria.

Respiración Traqueal

La respiración se lleva a cabo a través de unas invaginaciones tubulares del exoesqueleto recubiertas de quitina denominadas tráqueas. El aire entra a través de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo llamados estigmas, y pasa a las tráqueas. Las tráqueas se van ramificando y disminuyendo su diámetro paulatinamente hasta que se ponen en contacto directo con las células, dando lugar al intercambio gaseoso a través de la difusión.

Respiración Branquial

La respiración branquial se lleva a cabo a través de unas estructuras laminares delgadas y muy vascularizadas que se agrupan formando lo que se conoce como arcos branquiales. Estos arcos branquiales presentan una estructura ósea donde de cada uno de ellos salen dos filas de filamentos formados por unas laminillas branquiales, que es donde se va a producir el intercambio gaseoso. Esta respiración se lleva a cabo a través de un proceso llamado intercambio contracorriente. El agua entra por la boca y sale por las branquias. La sangre en el interior de estas circula en un sentido y el agua que entra circula en sentido contrario, de modo que la extracción de oxígeno por difusión va a ser máxima. En este tipo de respiración podemos encontrar dos tipos de branquias: las branquias externas y las branquias internas. Las primeras son estructuras formadas por expansiones de la superficie corporal y representan un tipo de branquias más antiguas, además de presentar una serie de desventajas, ya que resultan más llamativas a los depredadores, tienen una mayor facilidad para lesionarse y dificultan el desplazamiento del animal. Las branquias internas, por otro lado, representan estructuras más evolucionadas, además de contar con un mecanismo de ventilación, que les proporciona una mayor protección de las superficies respiratorias, así como un mayor aerodinamismo del cuerpo.

Branquias en Peces Cartilaginosos

En este caso, las branquias son similares a las de otros peces, con la salvedad de que presentan un sistema de ventilación especial que hace que el agua entre por el espiráculo y salga por las hendiduras branquiales. En este, el proceso de respiración se produce de manera similar a la explicada anteriormente. El agua entra por el espiráculo y sale por las branquias.

Respiración Pulmonar

Pulmones en Anfibios

Los pulmones en los anfibios están representados por dos sacos largos cubiertos de capilares. En estos, la respiración se realiza a través de un proceso llamado “bomba de presión”. La parte inferior de la boca desciende y permite la entrada de aire a través de los orificios nasales, para posteriormente cerrarse. La parte de la boca que había descendido asciende, obligando al aire a ser empujado hacia los pulmones. Para vaciar los pulmones, se produce un nuevo descenso de la base de la boca, permitiendo la entrada nuevamente del aire procedente de los pulmones y expulsándolo hacia el exterior cuando la base de la boca vuelva a subir, al tiempo que cierra la laringe y abre los orificios nasales.

Respiración en Reptiles

El proceso de respiración va acompañado de movimientos musculares que se contraen y relajan en torno al tórax, favoreciendo la entrada y salida de aire. Los músculos del tórax se expanden, lo que hace que disminuya la presión y, a través de un gradiente, el aire pasa del medio externo (donde la presión es mayor) a los pulmones (donde la presión es menor).

Respiración en Aves

Presentan el sistema de respiración aérea más efectivo que se conoce. Este sistema va a estar influenciado por lo que se conoce como “sacos aéreos”, cuya función será la de actuar a modo de fuelle, facilitando el flujo continuo de aire sobre los pulmones. Estos sacos no van a intervenir directamente en el intercambio gaseoso, sino que van a ser los encargados de generar una corriente continua hacia los pulmones. El aire entra directamente a los sacos posteriores, donde se va a “almacenar” para posteriormente pasar a los pulmones, donde a través de los parabronquios se va a producir el intercambio gaseoso. Una vez se produce el intercambio gaseoso, el aire rico en CO₂ pasa a los sacos anteriores para finalmente ser expulsado al exterior.

Respiración en Mamíferos

El aire es inhalado por la nariz y pasa a la faringe, para continuar su recorrido por la laringe hasta penetrar en la tráquea. Posteriormente, la tráquea se va a ramificar en dos conductos llamados bronquios, que van a presentar numerosas ramificaciones llamadas bronquiolos. Al final de cada bronquiolo se encuentran los alvéolos, que es donde va a tener lugar el intercambio gaseoso.