La Nutrición

La nutrición es un proceso complejo, en el cual el ser vivo toma materia del medio y la utiliza para su propio beneficio, transformando esta materia y expulsando todo aquello que no  aprovecha.
Los animales incorporan materia orgánica, además de inorgánica, siendo su nutrición heterótrofa. Utilizan la materia orgánica para crear estructuras corporales (crecer), reparar otras ya formadas y para obtener energía. Una vez metabolizadas y degradadas las sustancias adquiridas, son expulsadas al exterior en forma de residuos.
En este complejo proceso intervienen los aparatos digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor. En los organismos más sencillos puede faltar alguno de estos aparatos.

El aparato digestivo

En el proceso de nutrición, el aparato digestivo realiza todas las funciones encaminadas a la captura, ingestión, digestión, absorción y expulsión de los residuos no absorbidos. Para ello, el animal cuenta con una serie de órganos propios del aparato digestivo y otros accesorios que ayudan a completar su función.
El modelo de aparato digestivo varía según el tipo de animal que estudiemos. Sin embargo, se pueden reducir a dos modelos básicos que son el de forma de saco y el de forma de tubo. En ocasiones, como en animales endoparásitos, puede no existir aparato digestivo.

Saco

Es una estructura poco evolucionada en la que el orificio de entrada sirve también como vía de salida. Aparece en Poríferos, Cnidarios y Ctenóforos. Esta estructura aparece como deformación evolutiva de una estructura en forma de tubo, como es en el caso de muchos Equinodermos.

Tubo

Consiste en una estructura más o menos alargada en la que existe un orificio de entrada, llamado boca, y un orificio de salida, llamado ano. El alimento recorre el tubo en un único sentido, desde la boca hasta el ano. Pueden aparecer glándulas asociadas, cuya misión consiste en facilitar la digestión del alimento.

Fases del proceso digestivo

El aparato digestivo debe realizar una serie de actividades. Todas ellas están encaminadas a la adquisición, procesamiento e incorporación de las partículas alimenticias en el cuerpo, así como de la expulsión de todo aquello que no ha sido utilizado. Las fases del proceso digestivo son ingestión, digestión, absorción y egestión.

Ingestión

La adquisición del alimento se realiza por órganos especializados. La ingestión es la introducción del alimento en el aparato digestivo y se realiza a través de la boca. Para conseguir el alimento, existen diversos modelos de nutrición. Básicamente se ajustan a dos tipos, que son la nutrición macrofágica y la nutrición microfágica.
La macrofagia se produce en los animales que realizan de forma activa la selección y la captura del alimento. Es típica de depredadores y carroñeros.
Para llevar a cabo este tipo de alimentación se necesita algún tipo de estructura especial, como puede ser la existencia de distintos tipos de dientes o de pico, poseer veneno, zarpas, garras, musculatura potente, adaptación a la carrera, etc.
La microfagia es practicada por los animales que no seleccionan el alimento, como son aquellos que se nutren de líquidos, animales filtradores, sedimentívoros o micrófagos de superficie. Para este tipo de alimentación también se necesitan estructuras adecuadas, como piezas bucales especiales para la succión, espiritrompa de mariposas o redes filtradoras que tamizan el medio donde viven. Animales herbívoros de gran tamaño poseen poderosos dientes que aplastan la abundante cantidad de masa vegetal. Pueden tener, incluso, modificaciones en su aparato digestivo para aprovechar mejor ese tipo de alimento, como en el caso de los rumiantes.

Digestión

A lo largo de este proceso se transforma el alimento en materia que el organismo sea capaz de absorber. La digestión del alimento se realiza por procedimientos mecánicos y químicos. En el curso de este proceso se separa la materia asimilable, como glucosa, de materia no asimilable, por ejemplo pelos o uñas. El modelo más complejo de digestión se puede encontrar en los vertebrados superiores, tal es el caso de la digestión en Mamíferos.

Existen tres tipos de digestión:

La digestión intracelular. Consiste en digerir los nutrientes dentro de la célula, utilizando las enzimas digestivas de los lisosomas. Éste es el único sistema del que disponen animales poco evolucionados para digerir su alimento.

La digestión mixta. Comienza en la cavidad gastrovascular, segregando enzimas proteolíticas. Posteriormente, las sustancias nutritivas son atrapadas por las células que revisten la cavidad, mediante vesículas de endocitosis. Las macromoléculas fagocitadas sufren la digestión intracelular. Las partículas no digeridas se expulsan a través de la boca, único orificio existente.

La digestión extracelular. Es realizada por todos los vertebrados y por algunos invertebrados. Se produce en el exterior de las células, dentro del tubo digestivo. Este proceso supone la transformación del alimento en moléculas asimilables por el organismo; transformación que se consigue mediante una digestión mecánica y una digestión enzimática.

Digestión mecánica: se tritura el alimento, fragmentándolo para que pueda ser atacado más fácilmente por enzimas digestivas. Algunos animales poseen pinzas que utilizan en el exterior del tubo digestivo, otros tienen pico o dientes. Algunos presentan un estómago musculoso, triturador, que comprime el alimento, machacándolo con estructuras endurecidas o, incluso, con piedras que ha tragado con antelación.

Digestión enzimática: el alimento previamente machacado sufre el ataque de enzimas específicas. Su efecto produce moléculas más pequeñas, fácilmente asimilables.

Digestión en mamíferos

La digestión en Mamíferos se realiza en tres zonas diferenciadas del tubo digestivo, en la boca, en el estómago y en el intestino.

Boca: en la cavidad bucal el alimento se transforma en el bolo alimenticio, mediante la masticación y la saliva. La masticación es una digestión mecánica en la que el alimento se reduce a fragmentos pequeños por acción de los dientes. La saliva es una secreción de las glándulas salivales. Contiene enzimas digestivas que actúan sobre los glúcidos. El alimento es mezclado con la saliva mediante los movimientos de la lengua. La deglución consiste en llevar el bolo alimenticio hacia el esófago.
 
Estómago: en la digestión gástrica el bolo alimenticio se transforma en quimo. Los jugos gástricos están formados por mucina, ácido clorhídrico y pepsinógeno. La mucina protege la pared gástrica. El ácido clorhídrico evita el desarrollo de bacterias y actúa sobre el pepsinógeno transformándolo en pepsina, que es una enzima selectiva para las proteínas del bolo alimenticio. Las proteínas son transformadas en péptidos más pequeños. Las demás moléculas orgánicas no son atacadas por ningún tipo de enzima en el estómago.
 
Intestino: En el duodeno del intestino se produce la digestión total de los alimentos. El quimo es transformado en quilo en los espacios de las vellosidades intestinales, mediante los jugos intestinales, jugos pancreáticos y bilis. Una vez formado el quilo acaba la digestión y empieza la siguiente fase, la absorción.

Absorción y egestión

Absorción

En esta fase, las moléculas digeridas atraviesan la pared del tubo digestivo y se incorporan al metabolismo del animal. La absorción se produce en el intestino.

Para favorecer la mayor absorción posible los animales poseen distintos tipos de estructuras que aumentan la superficie del intestino. Los vertebrados tienen un sistema más complejo,  utilizando vías de distribución distintas para los diferentes tipos de nutrientes. Las adaptaciones más características son:

Aumento de la longitud el intestino: los animales herbívoros poseen un intestino mucho más largo que el intestino de carnívoros, debido a que la alimentación de herbívoros es energéticamente más pobre. Por ello, necesita mayor superficie de absorción.
 
Ciegos intestinales: son tubos que surgen del tubo principal y que no tienen orificio de salida. En ellos se produce una lenta absorción de los nutrientes.

Existencia de vellosidades y microvellosidades: Las vellosidades son repliegues de la pared del intestino. Las microvellosidades son repliegues de la membrana plasmática de las células epiteliales del intestino. Ambas estructuras aumentan la superficie de absorción.

Válvula espiral: los elasmobranquios (tiburones) son carnívoros que tienen un intestino muy corto. Para aprovechar al máximo la capacidad energética de su alimento, principalmente proteico, deben retardar el paso del alimento a través del intestino. Disponen de una estructura en el interior del intestino, en forma de escalera de caracol, que obliga al quimo a reducir su velocidad de circulación, permitiendo al animal una mejor digestión y absorción.

El paso de las moléculas al interior celular se realiza mediante difusión de los nutrientes sin gasto de energía o mediante un transporte activo, con gasto energético.

Tipo de transporte	Necesidad de transportador de membrana	Gasto de energía	Tipos de moléculas
Difusión simple	No	No	Fosfolípidos, ácidos grasos, colesterol, glicerina
Difusión facilitada	Sí	No	Fructosa, pentosas...
Transporte activo	Sí	Sí	Glucosa, galactosa, aminoácidos, bases nitrogenadas, iones

Absorción en vertebrados
En los vertebrados, la mayor parte de los componentes absorbidos pasa a la sangre, por un circuito que conecta el riego intestinal con el hígado. El circuito sanguíneo se llama sistema porta-hepático. Sin embargo, los lípidos viajan por elsistema linfático para no  obstruir los vasos sanguíneos. Esto es debido a que los lípidos sonapolares y no se mezclan con el agua del plasma sanguíneo.

Las moléculas orgánicas son absorbidas en el tramo inicial del intestino. El agua, las sales minerales y vitaminas producidas por la flora intestinal son absorbidas en los tramos posteriores del intestino, principalmente en el intestino grueso. En este tramo intestinal, la pasta semilíquida que circula por el tubo digestivo se transforma en las heces fecales, reduciendo notablemente la cantidad de agua.

Egestión

Consiste en la expulsión de las sustancias que el organismo no ha absorbido. Esta expulsión se produce por: 

Defecación: expulsión de heces compactas que se eliminan a través del ano y que contienen poca cantidad de agua. Un ejemplo son los excrementos de mamíferos.

Deyección: expulsión de heces líquidas, producidas en el intestino grueso, a través de la cloaca. Un ejemplo son las deyecciones de las aves.

Regurgitación: las aves rapaces suelen tragar sus presas enteras, con pelos, huesos, uñas. Son estructuras que no pueden digerir, y por tanto, tampoco absorber. Estas estructuras pueden producir escoriaciones en el tubo digestivo, ya que son duras y generalmente presentan zonas agudas o cortantes. Las rapaces, habitualmente las nocturnas, expulsan estas estructuras inservibles a través de su boca expulsando egagrópilas.

Egagrópilas de lechuza

La lechuza traga sus presas enteras. Sus potentes jugos digestivos se encargan de todo aquello que no sean: pelos, plumas y huesos; con todo esto forma una bola (egagrópila) que regurgita en los lugares que utiliza para descansar:  posaderos.