Fisiología de la Nutrición Animal: Procesos y Sistemas Vitales

Obtención e Ingestión de Nutrientes Orgánicos

La ingestión es el proceso por el cual los animales toman alimentos procedentes de otros seres vivos y sustancias inorgánicas del medio.

Tipos de Ingestión

• Pasiva: Un proceso propio de animales simples que, al no tener órganos para buscar comida, esperan a que el alimento llegue a ellos por medios externos.
  • Absorción directa de nutrientes: En animales que viven en su alimento y lo absorben por su superficie corporal; las tenias son un ejemplo.
  • Filtración: Simplemente toman el agua del medio y retienen las partículas con alimento. Los poríferos son un ejemplo.
• Activa: Consiste en el uso de estructuras y órganos especializados para capturar e introducir el alimento en la boca.
  • Tentáculos: Apéndices largos y musculosos que sirven para atrapar presas o porciones de alimento y llevarlas a la boca. Los moluscos (como los cefalópodos) son un ejemplo.
  • Estructuras bucales: Se trata de estructuras diversas ubicadas en la boca, cuya función principal es procesar mecánicamente el alimento. Un ejemplo sería la linterna de Aristóteles en los erizos de mar.

La Digestión

La digestión es el proceso por el que los animales transforman los alimentos que ingieren en nutrientes que distribuyen a todas sus células.

Tipos de Digestión

• Intracelular: La realizan los organismos que no tienen sistema digestivo. Utilizan células especializadas ubicadas en los poros de su cuerpo, en las que el alimento es procesado mediante fagocitosis.
• Extracelular: Se lleva a cabo mediante un sistema digestivo. En este aparato se realiza la digestión en varias etapas:
  • Trituración mecánica del alimento para reducirlo a pequeños fragmentos.
  • Digestión química mediante enzimas digestivas.
  • Absorción de los nutrientes a través de las paredes del aparato digestivo.
  • Defecación de los restos del alimento que no se pudieron digerir.

Sistemas Digestivos

Existen diferentes niveles de complejidad:

• Sin sistema digestivo: Los poríferos.
• Sistemas digestivos simples: Pueden ser sin glándulas (anélidos), con ellas (moluscos) y con una cavidad gastrovascular (cnidarios).
• Tubo digestivo complejo: Característico de los vertebrados.

Anatomía del Tubo Digestivo Complejo

• La boca: Tiene estructuras bucales (dientes o picos), una lengua y glándulas salivales. Participa en la trituración mecánica, ya que los dientes y la lengua fragmentan el alimento. También inicia la digestión química con la saliva, que contiene renina (o quimosina).
• Esófago: Transporta el alimento al estómago. Posee mucus que lubrica el tubo.
• Estómago: Realiza una trituración mecánica (las paredes musculares baten y mezclan la comida) y una digestión química (degradación de proteínas) gracias a enzimas como la pepsina (rompe proteínas), la renina y el ácido clorhídrico (que crea un pH ácido para eliminar bacterias). El mucus protege la capa mucosa gástrica.
• El intestino delgado: Se divide en tres secciones: duodeno, yeyuno e íleon. Aquí finaliza la digestión química y se produce la absorción de nutrientes a la sangre a través de las vellosidades intestinales. En esta parte intervienen glándulas anejas como el hígado (que libera bilis para emulsionar grasas) y el páncreas (con su jugo pancreático rico en enzimas como la tripsina para proteínas y lipasa para lípidos).
• Intestino grueso: Ocurre la absorción de agua y sales minerales de los restos no digeridos, los cuales forman las heces y son expulsados (defecación).

Intercambio de Gases

Funciones Principales

• Tomar el oxígeno (O₂) presente en el medio para la respiración celular.
• Expulsar el dióxido de carbono (CO₂) que es el desecho de dicha respiración.

Este intercambio de gases se produce por difusión simple, que es el paso de gases a través de las membranas celulares. Ocurre desde donde hay mayor concentración de gases hacia donde hay menos. Es requisito indispensable que los gases estén disueltos en agua para atravesar las membranas.

Diferencias según la Complejidad

En los animales sencillos, la mayoría de las células están en contacto directo con el medio externo, por lo que el intercambio es directo a través de la membrana plasmática, sin necesidad de un aparato respiratorio.

En los animales complejos, sus células están aisladas del exterior, por lo que necesitan sistemas respiratorios (superficies húmedas que conectan el medio externo con el medio interno o sangre).

Tipos de Sistemas Respiratorios

1. Respiración cutánea: El intercambio se hace a través de la piel. Requiere una piel muy fina, siempre húmeda y muy vascularizada. Es el sistema menos eficiente; ejemplos típicos son los anélidos (lombriz).
2. Respiración traqueal: No usa el sistema circulatorio para transportar los gases. Está formado por tráqueas (tubos) que se ramifican en traqueolas y llevan directamente el aire a las células. Los orificios de entrada se llaman espiráculos. Ejemplo: artrópodos terrestres.
3. Respiración branquial: Capta oxígeno disuelto en el agua a través de las branquias, que son láminas muy finas con abundantes capilares sanguíneos. Necesitan una corriente de agua continua. Pueden ser externas (sin protección) o internas (protegidas por una cavidad). En los peces óseos, la protección se llama opérculo.
4. Respiración pulmonar: Presente en arácnidos, gasterópodos, peces pulmonados, anfibios, reptiles, mamíferos y aves.

Transporte de Sustancias

La circulación es el proceso de transporte que lleva los nutrientes y el oxígeno captados del medio hasta las células, y recoge los desechos metabólicos para llevarlos hasta las estructuras de excreción.

Funciones del Sistema Circulatorio

1. Transportar oxígeno, nutrientes y desechos.
2. Transporte de hormonas.
3. Transportar las células del sistema inmunológico.
4. Regular el pH y la concentración iónica.
5. Ayudar a mantener constante la temperatura corporal.

Componentes del Transporte Especializado

• Fluido circulante: El líquido que transporta las sustancias.
  • Hidrolinfa: Equinodermos.
  • Hemolinfa: Moluscos y artrópodos.
  • Sangre: Vertebrados y anélidos.
  • Linfa: Vertebrados.
• Conductos: Vasos por los que viaja el fluido.
  • Senos y lagunas: Cámaras abiertas donde el fluido baña los tejidos (típico de invertebrados).
  • Vasos: Tubos (arterias, venas) por donde viaja el fluido (típico de vertebrados).
• Bomba impulsora: Órgano que mueve el fluido (corazón).
  • Corazón tubular: Vaso que se contrae rítmicamente (artrópodos).
  • Corazón con cámaras: Órgano hueco y dividido (vertebrados y algunos invertebrados).

Tipos de Sistema Circulatorio

1. Sistema circulatorio abierto: El fluido sale de los vasos y se vierte en lagunas para bañar directamente las células. Ejemplos: Moluscos y artrópodos.
2. Sistema circulatorio cerrado: El fluido circula siempre por el interior de vasos y capilares.
   • Cerrado simple: Un solo circuito. La sangre pasa una sola vez por el corazón en cada vuelta. Ejemplo: Peces.
   • Cerrado doble: Dos circuitos (pulmonar y general). La sangre pasa dos veces por el corazón.
     • Doble incompleta: La sangre oxigenada y la no oxigenada se mezclan. Ejemplos: Anfibios y reptiles.
     • Doble completa: No hay mezcla de sangre. Ejemplos: Mamíferos y aves.

El Corazón de los Mamíferos

El corazón cuenta con 4 cámaras: aurículas (superiores) izquierda y derecha, y ventrículos (inferiores) izquierdo y derecho. Posee válvulas como la tricúspide (derecha), mitral (izquierda) y las sigmoideas (en la salida de las arterias). Las venas entran al corazón y las arterias salen de él.

Recorrido de la Sangre

Fase 1: Circuito Pulmonar (Oxigenación)

1. La sangre pobre en oxígeno entra a la aurícula derecha.
2. Pasa por la válvula tricúspide al ventrículo derecho.
3. Sale por la arteria pulmonar hacia los pulmones.
4. En los pulmones se oxigena y regresa por las venas pulmonares a la aurícula izquierda.

Fase 2: Circuito General (Distribución)

1. Pasa de la aurícula izquierda por la válvula mitral al ventrículo izquierdo.
2. Sale impulsada por la arteria aorta hacia todo el cuerpo.
3. En los capilares de los tejidos cede oxígeno y recoge dióxido de carbono.
4. Regresa al corazón por las venas cavas, entrando de nuevo en la aurícula derecha.

La Excreción

La excreción es el conjunto de procesos mediante los cuales se eliminan del organismo los productos de desecho generados durante el metabolismo celular.

Las sustancias de desecho incluyen: agua, sales minerales, dióxido de carbono, pigmentos biliares y productos nitrogenados.

Excreción de Nitrógeno

• Amoniotélicos: Eliminan amoníaco (peces).
• Uricotélicos: Eliminan ácido úrico (insectos, aves).
• Ureotélicos: Eliminan urea (mamíferos).

Sistemas Excretores

1. Metanefridios: Anélidos y moluscos.
2. Túbulos de Malpighi: Insectos.
3. Glándulas verdes: Crustáceos.
4. Protonefridios: Platelmintos.

El Riñón y la Formación de Orina

Estructura del riñón:

• Corteza renal: Zona más externa.
• Médula renal: Zona intermedia.
• Pelvis renal: Zona interna colectora.

Etapas de Formación de la Orina

• Filtración glomerular: Paso de sustancias desde la sangre (glomérulo) hacia la cápsula de Bowman.
• Reabsorción tubular: Recuperación de nutrientes útiles en el túbulo proximal y el asa de Henle, que vuelven a la sangre.
• Secreción: Paso de sustancias de desecho (iones) desde la sangre hacia los túbulos para su eliminación definitiva.