Función de nutrición, aparatos que intervienen, con esquema o resumen

Los organismos necesitan energía para mantener una organizada, compleja y entramada estructura. En general, esto es posible en todos los organismos a través de la función de nutrición. La nutrición ocurre en los organismos, una vez las sustancias ingeridas u obtenidas del medio son transformadas desde sustancias complejas a otras más simples. La energía química liberada al romper los enlaces químicos entre ellas, es la empleada para el funcionamiento del mismo.

Las plantas utilizan la energía proveniente del sol para transformarla en energía química de enlace, a través de las moléculas de clorofila. Las plantas verdes son organismos autótrofos, solo necesitan compuestos inorgánicos que extraen del medio como una base para sintetizar compuestos más complejos y para su crecimiento y desarrollo. Gran parte de estos organismos autótrofos dependen de la luz, sin embargo, las bacterias quimiosintéticas obtienen su energía a partir de reacciones químicas inorgánicas.

Por otro lado, los animales son organismos heterótrofos, por lo que dependen de compuestos orgánicos ya sintetizados por las plantas u otros animales, para obtener los compuestos necesarios y así realizar la función de nutrición. De esta manera, los animales obtienen lo necesario para crecer, desarrollarse y perpetuarse en el tiempo, sean estos herbívoros, carnívoros, omnívoros o saprófagos.

En todo caso, la ingestión de alimentos es solo el primer paso para iniciar el proceso de nutrición del organismo, y disponer finalmente de la energía necesaria para su correcto desenvolvimiento.

La función de nutrición en organismos heterótrofos está mediada por la influencia de varios aparatos, entre los cuales se encuentran: el aparato digestivo, a partir del cual se obtienen moléculas solubles, que pueden ser transportadas a través del aparato circulatorio, el cual se encarga de llevar estas sustancias a los tejidos y células del cuerpo, donde serán empleados por la maquinaria celular para producir energía o sintetizar estructuras.

El aparato respiratorio también está involucrado en la función de nutrición, pues este se encarga de transportar oxígeno a la sangre. Cuando el oxígeno llega a la célula a través de la sangre, permitirá que las sustancias nutritivas sean oxidadas o quemadas para producir energía y calor. Todos los productos de desecho del proceso de nutrición son expulsados del cuerpo a través del sistema exocrino, que también forma parte de sistemas de órganos que intervienen en la función de nutrición.

Aparatos que intervienen en la función nutrición

El cuerpo de gran parte de los organismos heterótrofos (con algunas excepciones como los organismos parásitos) posee varios sistemas de órganos especializados y que intervienen en la función de nutrición, bien sea en la absorción de nutrientes o en la excreción de sustancias de desecho. Estos son los siguientes:

Aparato digestivo (digestión)

Durante el proceso de digestión los nutrientes orgánicos se fragmentan de manera mecánica y química hasta finalmente obtener sustancias que pueden ser absorbidas e ingresar en los procesos que engloban la función de nutrición del organismo. En general, los alimentos sólidos ingeridos están compuestos por hidratos de carbono, proteínas y grasas, que deben ser simplificadas para que puedan ser asimiladas. En los organismos con digestión extracelular, las células que tapizan la luz del tubo digestivo se encargan de segregar diferentes sustancias digestivas, mientras que otras células se especializan en la absorción de las sustancias solubles.

Inicialmente, el alimento comienza su camino en la “región de recepción”, la cual es la primera zona del tubo digestivo, que consiste en una serie de estructuras para comer y tragar los alimentos. Incluye las mandíbulas, dientes, lengua, glándulas salivales y cualquier estructura que esté presente en el interior de la cavidad bucal (rádula de los caracoles, picos de las aves, entre otros). Los alimentos son fragmentados por los dientes, dentro de la cavidad bucal. Este bolo alimenticio se mezcla con la acción lubricante de la saliva (proveniente de las glándulas salivales) y algunas enzimas que inician el proceso de digestión de azúcares como el almidón, para formar un bolo alimenticio y ayudar en el proceso de deglución.

La lengua en los vertebrados ayuda a formar una bola compacta que empujará, para ser tragada a través de la faringe. Una vez que el alimento llega al esófago, es empujado lentamente hacia el estómago, gracias a las contracciones peristálticas de la musculatura del esófago. El esófago constituye entonces, una “región de almacenamiento y transporte” que se dirige a una tercera región de “triturado y primera digestión”. En ocasiones, en algunos grupos de organismos, en el esófago existe un compartimiento especial o buche, para almacenar y ablandar alimentos muy duros.

Ya en el estómago comienza la digestión inicial y almacenamiento y mezcla de los alimentos con los jugos gástricos. Es aquí donde comienza la fragmentación de proteínas y grasas, que serán procesadas secundariamente en el intestino delgado. En el estómago se segregan varias sustancias como la pepsina y el ácido clorhídrico, para procesar los alimentos y sustancias protectoras como la mucina, para proteger las paredes internas del mismo. tras terminar el ciclo de procesamiento estomacal, las partículas alimenticias pasan a la región de “digestión final y de la absorción” que tiene gran importancia en la función de nutrición.

Esta región está conformada por el intestino delgado y su importancia varía entre los diferentes grupos de animales. En el intestino delgado ocurre la digestión de sustancias complejas gracias a la adición del jugo pancreático y la bilis, producida y almacenada en órganos accesorios como el hígado y el páncreas. Ambas sustancias tienen un alto contenido de bicarbonato, que neutraliza el ácido proveniente del estómago y eleva el pH de la papilla alimenticia a nivel del duodeno. En esta región la papilla alimenticia ahora se denomina quimo. Esto facilita la acción de las enzimas digestivas que solo son efectivas a pH neutro o ligeramente alcalino.

Las sustancias que resultan del proceso de digestión final son absorbidas por células especiales en las paredes del intestino delgado conocidas como microvellosidades. A través de las microvellosidades, las sustancias pueden pasar de la luz intestinal al sistema circulatorio por difusión pasiva y transporte activo. Las sustancias que no son absorbidas pasan a la región de “reabsorción de agua, electrolitos y de concentración de sólidos”, en el intestino grueso, para ser expulsadas en el proceso de defecación.

Aparato circulatorio

A través de la sangre, son transportadas todas las sustancias nutritivas absorbidas en el proceso de digestión, hacia los diferentes tejidos y células del cuerpo. Debido a esto, el aparato circulatorio es fundamental en la función de nutrición. La sangre también se encarga de transportar oxígeno a todas las células del cuerpo y de transportar las sustancias de desecho como el CO2 y los desechos metabólicos celulares. El sistema circulatorio puede ser abierto o cerrado, dependiendo del grupo de animales estudiado.

En el sistema circulatorio abierto no hay venas, arterias o capilares que contengan la sangre, por lo que todos los órganos están bañados en una gran bolsa de sangre. Por otro lado, en los organismos con sistema circulatorio cerrado, la sangre está confinada a estos conductos, por los cuales se mueve la sangre, para llegar a través de los capilares a cada una de las células.

Un corazón muscular se encarga de bombear la sangre a través de las arterias que se van ramificando y estrechando hasta llegar a los capilares. Las paredes de los capilares son tan delgadas que permiten la transferencia de nutrientes y otras sustancias, directamente con las células de los tejidos. Una vez ocurre el intercambio de oxígeno por CO2 y de sustancias nutritivas por sustancias de desecho, la sangre regresa al corazón a través de un sistema de vénulas y venas y es bombeada hacia los pulmones donde libera el dióxido de carbono y se oxigena.

Aparato respiratorio y la función de nutrición

La energía almacenada en el alimento es liberada mediante procesos oxidativos, en los que el oxígeno molecular es el aceptor final de electrones. El oxígeno necesario para estos procesos de oxidación debe ingresar al cuerpo de alguna forma o a través de una superficie respiratoria. En el caso de los vertebrados, puede ocurrir a través de los pulmones, branquias, difusión a través de la piel, entre otros. Por otro lado, en el caso de los invertebrados puede ocurrir a través de branquias, pulmones en libro o sistemas traqueales. En el proceso de circulación, la sangre desoxigenada llega a los pulmones para liberar el dióxido de carbono y absorber el oxígeno proveniente del aire inspirado.

Las venas pulmonares llevan la sangre oxigenada de nuevo al corazón, para ser bombeada a través de la arteria aorta a todo el cuerpo. La sangre lleva el oxígeno de manera similar a los nutrientes absorbidos en la digestión, a través de arteriolas y capilares a cada célula. El proceso de transporte de oxígeno y nutrientes ocurre simultáneamente.

Aparato excretor

Una vez existe intercambio de oxígeno y nutrientes a nivel celular, las células en forma sucesiva expulsan los productos de desecho en la sangre. Esta sangre que contiene productos de desecho será filtrada en una extensa red de túbulos presentes en los riñones, para finalmente constituir la orina. La sangre regresará sin oxígeno a la aurícula derecha del corazón, donde será bombeada nuevamente a los pulmones para expulsar el CO2 y retomar oxígeno, comenzando de nuevo este proceso de gran importancia para el mantenimiento de los organismos.

Referencias

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