FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

Con la función de nutrición el organismo vivo obtiene la materia y la energía que necesita.

CLASES DE NUTRICIÓN: Nutrición autótrofa y heterótrofa

Podemos distinguir dos tipos de nutrición: autótrofa, en organismos que como las plantas son capaces de producir su alimento, o heterótrofa, en seres que como los animales no pueden producirlos y por consiguiente necesitan tomarlos de otros organismos.

NUTRICIÓN EN VEGETALES: Fotosíntesis.

Las algas y los vegetales se nutren de forma autótrofa. Para ello toman del medio: el agua, el dióxido de carbono y las sales minerales. Con las raíces toman el agua y las sales del suelo y con las hojas el dióxido de carbono del aire. Por el tallo se distribuye hacia las hojas el agua y las sales y hacia todo el vegetal los productos sintetizados en la fotosíntesis. La raíz entonces además de fijar el vegetal al suelo absorbe el agua y las sales por unos pelillos que existen en la zona pilífera. Esa agua y sales forman la savia bruta que se transporta desde la raíz a la hoja por el xilema a través de todo el tallo. La fuerza para ascender no es otra que la evaporación del agua al evaporarse en las hojas por transpiración.

Una vez que han llegado las sustancias inorgánicas a la hoja, ésta absorbe por los estomas de las hojas el dióxido de carbono que con la energía del sol transforman la savia bruta en savia elaborada (en los cloroplastos). Esta savia elaborada rica en azúcares y materia orgánica ya es distribuida al resto del vegetal por el floema.

Una vez que el vegetal ha adquirido la materia orgánica realizando en los cloroplastos de las hojas la fotosíntesis, debe usar esa materia orgánica para vivir. Los vegetales también necesitan energía para crecer, dar flores, reponer las hojas marchitas... Esa energía la toman del uso que hacen de los azúcares y demás compuestos fabricados en la fotosíntesis. Esa materia orgánica entra en las mitocondrias de las células y en ellas con la presencia de oxígeno se realiza la respiración celular consistente en: tomar materia orgánica y transformarla en energía y dióxido de carbono.

RECUERDA: Es un proceso idéntico al que realizan los animales, salvo que ellos toman la materia orgánica de otros seres vivos: no la fabrican.

NUTRICIÓN EN ANIMALES:

Los animales para vivir necesitan energía, pero no pueden tomarla del sol directamente. Sólo pueden obtener la energía de la transformación de los alimentos y del oxígeno que toman del aire. Así se realiza la nutrición heterótrofa. Los seres unicelulares lo tienen fácil. Toman del exterior, del medio, las sustancias que necesitan. En los seres pluricelulares la cosa se complica. No pueden tomar las sustancias del exterior directamente, muchas de ellas no tendrían acceso al medio externo. Por ello las células se especializan en tejidos, éstos se asocian en órganos y éstos a su vez en aparatos o sistemas que realizan funciones específicas dentro del organismo general.

Los aparatos que intervienen en la función de nutrición de los animales son:

1. Aparato Digestivo: que prepara los alimentos y los transforma en nutrientes útiles para las células.
2. Aparato Respiratorio: toma el oxígeno necesario para la vida celular y expulsa el dióxido de carbono que lleva la sangre tras realizar la célula la respiración celular.
3. Aparato Excretor: elimina del organismo todas las sustancias tóxicas que produce la célula en su funcionamiento.
4. Aparato Circulatorio: Distribuye nutrientes y oxígeno por todas las células del cuerpo y recoge los residuos y el dióxido de carbono llevándolo a los órganos excretores.

APARATO DIGESTIVO:

El aparato digestivo es el encargado de la transformación de los alimentos en sus moléculas, en sus componentes químicos (nutrientes). Las transformaciones las realiza en el proceso de digestión. La mayor parte de los animales tienen un aparato digestivo formado por:

a.- Un tubo digestivo: abierto por los dos extremos, boca para entrada de alimentos y ano para salida de excrementos.

b.- Glándulas anexas: salivares, hígado y páncreas (en vertebrados) y hepatopáncreas (invertebrados).

La digestión:
1º.- Comienza en la boca, por donde entrar los alimentos que son ya triturados y envueltos por la saliva producida en las glándulas salivares. En la boca existen piezas y estructuras diferentes según los animales y el tipo de alimentación que posean. En el caso de los vertebrados existen dientes duros que cortan, machacan y trituran el alimento.
2º.- El alimento triturado y envuelto en saliva pasa por la faringe, esófago y llega al estómago, donde se almacena y es parcialmente digerido con los jugos gástricos que produce la pared del estómago. Se digiere el alimento física y químicamente.
3º.- Del estómago pasa al intestino delgado que completa la digestión gracias a sus jugos y al aporte de jugos producidos por el hígado y el páncreas que vierten su contenido en él.
4º.- Al final, el alimento está totalmente digerido y es absorbido por la sangre. La sangre se lo lleva a todas las células del cuerpo.
5º.- Los productos no digeridos o que no son útiles para el organismo se desecan en el intestino grueso y se expulsan por el ano.

APARATO RESPIRATORIO:

La función del aparato respiratorio es conseguir el oxígeno necesario para la respiración celular y expulsar el dióxido de carbono que se produce en la célula tras el metabolismo. Existen animales que pueden intercambiar gases a través de la piel (animales acuáticos o de ambientes muy húmedos), tienen respiración cutánea (esponjas, medusas, gusanos terrestres...). Otros animales acuáticos respiran a través de expansiones laminares que llamamos branquias (moluscos, crustáceos y peces). Los animales terrestres para no deshidratarse cubren su piel con escamas, pelos, plumas... y por ello no pueden intercambiar gases por la piel. Necesitan un sistema de tráqueas (insectos) o pulmones (vertebrados terrestres).

En los vertebrados terrestres (anfibios, reptiles, aves y mamíferos) el aire entra cargado de oxígeno por las fosas nasales, pasa a la faringe, la tráquea y los bronquios, llega a los pulmones donde el oxígeno atraviesa las paredes tomando oxígeno y cediendo dióxido de carbono. Cuando el aire penetra en el interior del cuerpo lo hace por inspiración, cuando se expulsa se hace por espiración.

El aparato respiratorio en la mayoría de los animales está formado por:

a.    Las vías respiratorias: Se llaman vías respiratorias a cada una de las tuberías por las que circula el aire de la respiración, son las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquíolos.

b.    Los pulmones: Los pulmones son sacos internos irrigados por cantidad de capilares sanguíneos.

Definición de los órganos

• Vía Nasal: Consiste en dos amplias cavidades cuya función es permitir la entrada del aire, el cual se humedece, filtra y calienta a una determinada temperatura a través de unas estructuras llamadas cornetes.
• Faringe: es un conducto muscular, membranoso que ayuda a que el aire se vierta hacia las vías aéreas inferiores.
• Epiglotis: es una tapa que impide que los alimentos entren en la laringe y en la tráquea al tragar. También marca el límite entre la orofaringe y la laringofaringe.
• Laringe: es un conducto cuya función principal es la filtración del aire inspirado. Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no permitir el paso de comida durante la deglución si la propia no la ha deseado y tiene la función de órgano fonador, es decir, produce el sonido.
• Tráquea: Brinda una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
• Bronquio: Conduce el aire que va desde la tráquea hasta los bronquiolos.
• Bronquiolo: Conduce el aire que va desde los bronquios pasando por los bronquiolos y terminando en los alvéolos.
• Alvéolo:Donde se produce la hematosis (Permite el intercambio gaseoso, es decir, en su interior la sangre elimina el dióxido de carbono y recoge oxígeno).
• Pulmones: la función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares.
• Músculos intercostales: la función principal de los músculos intercostales es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.
• Diafragma: músculo estriado que separa la cavidad torácica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad torácica y aumentando el volumen durante la inhalación y aumentando la presión y disminuyendo el volumen durante la exhalación. Este proceso se lleva a cabo, principalmente, mediante la contracción y relajación del diafragma.

INTERCAMBIO GASEOSO (RESPIRACIÓN)

La Ventilación Pulmonar

Ésta consiste en:

La inspiración, o entrada de aire a los pulmones. Este mecanismo es diferente en distintos grupos de vertebrados:

-En anfibios es una deglución, como si se tragaran el aire.

-En aves por la compresión de los sacos aéreos por los músculos de las alas.

-En mamíferos (Ver figura 1) el aire entra activamente en los pulmones al dilatarse la caja torácica

La expiración, o salida de aire, se realiza pasivamente.

El Intercambio de Gases en los Pulmones

Se realiza debido a la diferente concentración de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O₂ pasa al interior de los alvéolos y el CO₂ pasa al espacio muerto (conductos respiratorios).

A continuación se produce el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre.

Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO₂ y muy escaso en O₂. El O₂ pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportada por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso. (Ver figura ).

El mecanismo de intercambio de CO₂ es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO₂ a los alvéolos. (Ver figura).

El CO₂, se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos.

 

APARATO CIRCULATORIO:

La función del aparato circulatorio es proporcionar a todas las células las sustancias nutritivas y el oxígeno necesario para la respiración celular. Así como transportar las sustancias de desecho que se producen tras el metabolismo celular a los lugares de excreción.
Los animales inferiores no tienen verdadero sistema circulatorio (esponjas o celentéreos). El resto de los animales posee: sangre, corazón y vasos sanguíneos.
La circulación puede ser: abierta: donde la sangre no circula encerrada en vasos sanguíneos sino que baña a la células directamente (moluscos y artrópodos) y cerrada: donde la sangre siempre va encerrada en vasos sanguíneos (anélidos y vertebrados).

En los vertebrados los vasos sanguíneos pueden ser: arterias (sacan la sangre del corazón hacia el resto del cuerpo), venas (meten la sangre en el corazón) y capilares (comunican venas con arterias). El corazón presenta dos tipos de cavidades: aurículas (cavidad que recoge la sangre de las venas) y ventrículos (cavidades que impulsan la sangre fuera del corazón).
La circulación por tanto puede ser: sencilla: es la que presentan los peces, la sangre pasa solo una vez por el corazón, solo tienen una aurícula y un ventrículo. Doble e incompleta: existen dos circuitos uno pulmonar y otro general pero la sangre se mezcla, la venosa y la arterial, solo existe un ventrículo. Y la circulación doble y completa donde la sangre además de realizar los dos circuitos no se mezcla nunca. Existen dos aurículas y dos ventrículos bien separados. Es la circulación de aves y mamíferos.

En el corazón de las aves y de los mamíferos existen cuatro cámaras: aurículas derecha e izquierda y ventrículos derecho e izquierdo. A la aurícula derecha le llega la sangre sucia por las venas cavas procedente de todo el cuerpo. Esta sangre sucia pasa al ventrículo derecho y de ahí por las arterias pulmonares va hacia los pulmones, donde se limpia. La sangre limpia, llena de oxígeno, regresa al corazón por las venas pulmonares y entra en él por la aurícula izquierda. Pasa limpia al ventrículo izquierdo y de ahí sale con mucha fuerza por la arteria aorta para repartirse por todo el organismo.

Circulación sanguínea en el ser humano y los vertebrados

 En los vertebrados más evolucionados de características homeotermas, como las aves y los mamíferos incluido el ser humano, el corazón tiene cuatro cámaras (es tetracameral) y la circulación es doble y completa.

En la circulación sanguínea doble la sangre recorre dos circuitos o ciclos, tomando como punto de partida el corazón.^[]

• Circulación mayor o circulación sistémica o general. El recorrido de la sangre comienza en el ventrículo izquierdo del corazón, cargada de oxígeno, y se extiende por la arteria aorta y sus ramas arteriales hasta el sistema capilar, donde se forman las venas que contienen sangre pobre en oxígeno. Desembocan en una de las dos ((venas cavas)) (superior e inferior) que drenan en la aurícula derecha del corazón.^[4]

• Circulación menor o circulación pulmonar o central. La sangre pobre en oxígeno parte desde el ventrículo derecho del corazón por la arteria pulmonar que se bifurca en sendos troncos para cada uno de ambos pulmones. En los capilares alveolares pulmonares la sangre se oxigena a través de un proceso conocido como hematosis y se reconduce por las cuatro venas pulmonares que drenan la sangre rica en oxígeno, en la aurícula izquierda del corazón.

En realidad no son dos circuitos sino uno, ya que la sangre aunque parte del corazón y regresa a éste lo hace a cavidades distintas. El círcuito verdadero se cierra cuando la sangre pasa de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo. Esto explica que se describiese antes la circulación pulmonar por el médico Miguel Servet que la circulación general por William Harvey.

El círcuito completo es:

1. ventrículo izquierdo
2. arteria aorta
3. arterias y capilares sistémicos
4. venas cavas
5. aurícula derecha
6. ventrículo derecho
7. arteria pulmonar
8. arterias y capilares pulmonares
9. venas pulmonares
10. aurícula izquierda y finalmente
11. ventrículo izquierdo , donde se inició el circuito.

 

APARATO EXCRETOR:

Cuando los nutrientes y el oxígeno llegan a las células, éstas lo utilizan en su metabolismo, en la respiración celular. Con ello obtienen la energía necesaria para vivir. Pero a cambio, producen una serie de sustancias tóxicas que deben ser eliminadas de las células primero y de la sangre después. Estas sustancias son dióxido de carbono y sustancias nitrogenadas. El dióxido de carbono ya hemos visto que se libera por los pulmones, pero los productos nitrogenados se deben eliminar por un aparato específico: el aparato excretor.

Los animales más sencillos (celentéreos y esponjas) no tienen aparato excretor, vierten sus basuras directamente al agua, pero el resto de los animales sí lo poseen.
Existen nefridios (un par de tubos en cada anillo del animal, gusanos); glándula verde (pequeña glándula cerca de las antenas en crustáceos); tubos de Malpighi (tubos que vierten su contenido al interior del tubo digestivo, en insectos) y riñones formados por numerosos tubos microscópicos o nefronas, como es el caso de los animales vertebrados.

En las nefronas de los riñones se filtra la sangre, las sustancias que son aprovechables, como el agua, los iones, etc... se reabsorben y son devueltas a la sangre, y los desechos nitrogenados y exceso de agua se excretan en forma de orina. En los peces la orina sale directamente al exterior. En anfibios, reptiles y aves la orina sale de los riñones por unos finos conductos, uréteres que desembocan junto con el intestino y los conductos del aparato reproductor, en la cloaca. En mamíferos, los uréteres terminan en la vejiga de la orina, de donde sale un conducto único, la uretra que comunica con el exterior independientemente en las hembras y junto con el reproductor en los machos.

El sistema urinario humano es un conjunto de órganos encargados de la producción de orina mediante la cual se eliminan los desechos nitrogenados del metabolismo, urea, creatinina y ácido úrico. Su arquitectura se compone de estructuras que filtran los fluidos corporales (líquido celomático, hemolinfa, sangre). En los invertebrados la unidad básica de filtración es el nefridio, mientras que en los vertebrados es la nefrona o nefrón. El aparato urinario humano se compone, fundamentalmente, de dos partes que son:

• Los órganos secretores: los riñones, que producen la orina y desempeñan otras funciones.
• La vía excretora, que recoge la orina y la expulsa al exterior.

Está formado por un conjunto de conductos que son:

• Los uréteres, que conducen la orina desde los riñones a la vejiga urinaria.
• La vejiga urinaria, receptáculo donde se acumula la orina.
• La uretra, conducto por el que sale la orina hacia el exterior, siendo de corta longitud en la mujer y más larga en el hombre denominada uretra peneana.

Los desechos para poder llegar hasta los riñones (que son los órganos encargados de sustraer los desechos o sustancias innecesarias), es necesario un proceso llamado nutrición, el cual es necesario para adquirir energía. Los nutrientes se van directo a la sangre, la cual realiza el intercambio gaseoso por medio de los pulmones.

Los desechos son llevados por la arteria renal hasta los riñones, los cuales se encargan de crear la orina, con ayuda de las nefronas.

Después de crear la orina, la sangre en buen estado es comprimida en las nefronas en su parte superior, las cuales transportan la sangre en buen estado por medio de la vena renal de nuevo al corazón y pulmones para oxigenarla.