Procesos y Evolución del Sistema Digestivo Animal

Nutrición Heterótrofa en Animales

Todos los seres vivos mantienen con el medio un intercambio de materia y energía, necesario para realizar sus funciones vitales. El conjunto de procesos relacionados con la toma de sustancias del exterior, su transformación y utilización se denomina nutrición. La nutrición en los animales es heterótrofa.

1.1 Procesos de Nutrición

• Digestión
• Respiración
• Transporte
• Metabolismo
• Excreción

1.2 Procesos en el Aparato Digestivo

• Ingestión: Incorporación de los alimentos al organismo. Puede ser pasiva (en organismos acuáticos de vida sésil) o activa, capturando el alimento por medio de garras, dientes, etc.
• Digestión: Degradación de los alimentos en moléculas más sencillas para que puedan ser absorbidas y pasar al aparato circulatorio. Puede ser de dos tipos:
  • Mecánica: Masticación, trituración y fragmentación.
  • Química: Se diferencian 3 tipos: intracelular (típica de Porifera), extracelular (la más común) y mixta (presente en Cnidaria).
• Absorción: Paso de los productos de la digestión hacia el medio interno (generalmente, la sangre o la hemolinfa).
• Egestión: Eliminación de los productos no digeridos tras la digestión.

Evolución del Aparato Digestivo

A lo largo de la evolución animal, se observan varias tendencias importantes en el aparato digestivo:

• Paso de una digestión predominantemente intracelular a una extracelular, más eficiente para procesar mayores cantidades de alimento.
• Aparición de estructuras con función trituradora (dientes, mollejas) que realizan la digestión física antes de la química.
• Formación de un tubo digestivo con dos aberturas: la boca (para la ingestión) y el ano (para la egestión), permitiendo un flujo unidireccional del alimento.
• Regionalización del tubo digestivo en órganos especializados en funciones concretas como la ingestión, almacenamiento, trituración, digestión química y absorción.
• Formación de glándulas digestivas anejas (como el hígado y el páncreas, o el hepatopáncreas en invertebrados) que elaboran enzimas hidrolíticas y otras sustancias esenciales para la digestión.

El Tubo Digestivo Humano (Modelo Vertebrado)

Boca

Cavidad de entrada del alimento. Contiene estructuras como los dientes (para la masticación), la lengua (mueve el alimento, deglución, gusto) y recibe la secreción de las glándulas salivales. En aves, puede presentar un pico córneo adaptado a la dieta.

Faringe

Conducto común a los sistemas digestivo y respiratorio. Es la parte posterior de la boca y está rodeada por músculos para impulsar el alimento hacia el esófago durante la deglución. Comunica con el esófago y la laringe. Posee un repliegue cartilaginoso, la epiglotis, que cierra el paso a la laringe e impide que el bolo alimenticio pase a las vías respiratorias.

Esófago

Tubo musculoso encargado de conducir el alimento desde la faringe hasta el estómago. Facilita el tránsito mediante contracciones musculares involuntarias llamadas movimientos peristálticos. Se comunica con el estómago a través de un esfínter llamado cardias.

Estómago

Ensanchamiento del tubo digestivo con forma de saco. En sus paredes se encuentran las glándulas gástricas, encargadas de segregar jugos gástricos (con ácido clorhídrico y pepsina), responsables de parte de la digestión química (principalmente de proteínas). También posee una fuerte musculatura para mezclar los alimentos con los jugos, formando una papilla llamada quimo. En su salida hacia el intestino delgado se encuentra otro esfínter, el píloro.

Intestino Delgado

Tubo plegado de unos 2-4 centímetros de anchura y aproximadamente 6-7 metros de longitud en humanos. Se divide en tres porciones: duodeno, yeyuno e íleon. En el duodeno (la primera porción) se realiza la mayor parte de la digestión química de los alimentos, gracias a la acción de la bilis (producida por el hígado) y el jugo pancreático (producido por el páncreas), además del jugo intestinal. Su membrana interna está repleta de vellosidades y microvellosidades que aumentan enormemente la superficie para facilitar la absorción de los nutrientes.

Intestino Grueso

Tubo de mayor diámetro que el intestino delgado. Comienza en la válvula ileocecal (que regula el paso desde el íleon) y se divide en ciego (con el apéndice vermiforme), colon (ascendente, transverso, descendente y sigmoide) y recto. Sus funciones principales son la absorción de agua y electrolitos, y la formación y almacenamiento de las heces fecales con la ayuda de la microbiota intestinal.

Ano

Orificio final del tubo digestivo, a través del cual se expulsan las heces fecales (egestión o defecación). Posee unos músculos circulares (esfínteres anales, uno interno involuntario y otro externo voluntario) que regulan la salida.

Glándulas Digestivas Anejas

Son glándulas especializadas en la secreción de enzimas digestivas y otras sustancias para facilitar la digestión química.

Glándulas Salivales

En humanos, existen tres pares principales: parótidas, submaxilares (o submandibulares) y sublinguales. Fabrican la saliva, que está formada principalmente por:

• Mucina: Proteína que, al mezclarse con agua, forma el moco que ablanda y lubrica el bolo alimenticio para facilitar la deglución.
• Amilasa salival (o ptialina): Enzima que comienza la digestión química del almidón.
• Otras sustancias: Lisozima (antibacteriana), electrolitos, etc.

Glándulas Gástricas

Se encuentran dispersas en la mucosa de las paredes del estómago. Son glándulas de forma tubular que producen distintos tipos de células secretoras:

• Células parietales (u oxínticas): Producen ácido clorhídrico (HCl), que crea un pH muy bajo (1.5-2.5) necesario para activar la pepsina y matar microorganismos, y factor intrínseco (necesario para absorber la vitamina B12).
• Células principales (o zimogénicas): Sintetizan pepsinógeno, la forma inactiva de la enzima pepsina, que digiere proteínas.
• Células mucosas: Secretan moco protector para la pared estomacal.

Glándulas Intestinales

Situadas en la pared del intestino delgado:

• Glándulas de Brunner: Se encuentran solo en el duodeno. Sus células producen un moco alcalino que ayuda a neutralizar la acidez del quimo proveniente del estómago.
• Glándulas de Lieberkühn (o criptas): Se encuentran en toda la longitud del intestino delgado, en el fondo de las vellosidades intestinales. Producen el jugo intestinal, formado por diversas enzimas como disacaridasas (sacarasa, lactasa, maltasa), peptidasas (aminopeptidasas, dipeptidasas), nucleasas intestinales y lipasas intestinales, que completan la digestión.

Hígado

La glándula más voluminosa del cuerpo, con múltiples funciones metabólicas y digestivas. En relación con la digestión:

• Produce y segrega bilis, que se almacena en la vesícula biliar y se vierte al duodeno. La bilis emulsiona las grasas (las divide en gotas más pequeñas), facilitando la acción de las lipasas.

Otras funciones metabólicas clave:

• Convierte glucosa en glucógeno (glucogénesis) y lo almacena; o libera glucosa a partir del glucógeno (glucogenólisis) o de otros precursores (gluconeogénesis).
• Transforma los aminoácidos excedentes en ácidos grasos y urea (para su excreción).
• Sintetiza proteínas plasmáticas (albúmina, factores de coagulación).
• Almacena hierro y vitaminas (A, D, E, K, B12).
• Detoxifica sustancias que entran con los alimentos o se producen en el metabolismo, como toxinas, alcohol y fármacos.

Páncreas

Órgano mixto con función exocrina y endocrina.

• Como órgano exocrino, sus glándulas acinares fabrican el jugo pancreático, que se vierte al duodeno. Este jugo es rico en enzimas digestivas y bicarbonato:
  • Enzimas proteolíticas (secretadas como zimógenos inactivos): Tripsina, quimotripsina.
  • Nucleasas pancreáticas (ADNasa y ARNasa).
  • Amilasa pancreática.
  • Lipasa pancreática.
  • Bicarbonato sódico: Neutraliza la acidez del quimo procedente del estómago, creando un pH óptimo para las enzimas pancreáticas e intestinales.
• Como órgano endocrino (islotes de Langerhans), produce hormonas como la insulina y el glucagón, que regulan el metabolismo de la glucosa.

Resumen de la Digestión Química por Nutriente

• Glúcidos (Carbohidratos):
  • Boca: Amilasa salival (inicio de digestión del almidón).
  • Intestino Delgado: Amilasa pancreática (continúa digestión del almidón), Disacaridasas (lactasa, sacarasa, maltasa) en el borde en cepillo (digestión final a monosacáridos).
• Grasas (Lípidos):
  • Intestino Delgado: Emulsión por la bilis. Digestión por lipasas (principalmente pancreática) a ácidos grasos y monoglicéridos.
• Proteínas:
  • Estómago: Pepsina (inicio de digestión).
  • Intestino Delgado: Tripsina y Quimotripsina (pancreáticas) continúan la digestión. Peptidasas (pancreáticas e intestinales) en el borde en cepillo (digestión final a aminoácidos).
• Ácidos Nucleicos (ADN, ARN):
  • Intestino Delgado: Nucleasas pancreáticas (ADNasa, ARNasa) y nucleotidasas/nucleosidasas intestinales (digestión a pentosas, bases nitrogenadas y fosfatos).