Biología y Geología 1º BCHTO. Ud. 8 y 9. La nutrición en los animales I y II.
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.
1. 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
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.
1.1 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.
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.
Para llevar a cabo la ingestión se necesita algún tipo de
estructura especial, como puede ser dientes o de pico, poseer veneno, piezas
bucales especiales para la succión
1.1.2.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..
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.
La digestión en Mamíferos se realiza en tres zonas diferenciadas del
tubo digestivo, en la boca,
en el estómago
y en el intestino.
En todos los tramos se produce digestión mecánica (masticación y movimientos
peristálticos) y digestión química (saliva y jugos digestivos)
·
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.
·
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.
Los jugos intestinales:
- Liberados por
glándulas del intestino
- Compuesto por
agua, sales minerales, lipasa intestinal, peptidasa, disacarasa, nucleasa y
mucina
Los jugos pancreáticos:
- Liberados por
el páncreas (glándula mixta)
- Compuesto por
agua, sales inorgánicas, peptidasas, amilasa, lipasas y nucleasa pancraáticas,
asi como albúmina y globulina
La bilis:
- Liberados por
el hígado
- NO CONTIENEN
ENZIMAS DIGESTIVAS
- Se encargan de
emulsionar las grasas para que están puedan ser digeridas po las enzimas
intestinales y pancreáticas
- Compuestas
por:
o Sales biliares: emulsionan
las grasas
o Pigmentos
biliares: bilirrubina y biliverdina, proceden de la degradación de la
hemoglobina, dan color a las heces
o Fosfatasa
alcalina: es la única enzima que contien la bilis. Separa grupos fosfóricos de
las moléculas orgánicas
Una vez formado el quilo acaba la digestión y
empieza la siguiente fase, la absorción.
1.1.3. 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
|
|
No
|
No
|
Fosfolípidos,
ácidos grasos, colesterol, glicerina
|
|
|
Sí
|
No
|
Fructosa,
pentosas...
|
|
|
Sí
|
Sí
|
Glucosa,
galactosa, aminoácidos, bases nitrogenadas, iones
|
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 el sistema
linfático para no obstruir los vasos sanguíneos. Esto es debido a que los
lípidos son apolares 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.
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.
2. LA RESPIRACIÓN
Los animales necesitamos energía para poder realizar
todas nuestras actividades. Esta energía la obtenemos a partir de la oxidación
de moléculas orgánicas en la respiración celular. Este proceso se
realiza en las mitocondrias de nuestras células y necesita oxígeno para
llevarse a cabo. A la vez, se desprende dióxido de carbono por la
oxidación de esas moléculas orgánicas. Estos dos gases los intercambiamos con
el medio que nos rodea.
La respiración se divide en tres fases:
·
Respiración fisiológica: que
consiste en captar oxígeno del exterior y expulsar dióxido de carbono.
·
Intercambio de gases: el
oxígeno captado del exterior difunde en el líquido interno que baña las células
del animal y el dióxido de carbono sale al medio externo.
·
Respiración celular o
mitocondrial: oxidación de materia orgánica utilizando oxígeno y liberando
dióxido de carbono
Para realizar el intercambio gaseoso es necesario que la
estructura implicada cumpla las siguientes condiciones:
·
Las paredes del órgano donde se produce el intercambio
de gases deben ser delgadas.
·
La superficie debe estar húmeda, ya que el agua
facilita la difusión.
·
La zona adyacente debe estar muy irrigada, es decir,
con mucho líquido del medio interno del animal, de forma que los gases
puedan ser captados o expulsados rápidamente.
2.1 TIPOS DE SISTEMAS DE RESPIRACIÓN
En los animales se dan distintos sistemas de respiración.
Estos sistemas presentan distintos grados de complejidad, dependiendo del tipo
de animal, de sus necesidades energéticas y del
Los animales diblásticos, como las esponjas, o las
medusas, no desarrollan estructura respiratoria alguna, debido a que son
animales sencillos, que realizan el intercambio de gases de todas sus células
con el medio acuático que las rodea.
En animales triblásticos a excepción de los gusanos planos que no
poseen un aparato resiratorio específico, tienen un sistema respiratorio que
capture el oxígeno suficiente para todas las células del cuerpo, recoja el
dióxido de carbono liberado y se expulse fuera del animal.
Los tipos de sistemas respiratorios que podemos encontrar
entre los distintos animales son la respiración cutánea,
branquial,
traqueal
y pulmonar.
La estructura respiratoria es el tegumento corporal.
La piel es la encargada de realizar el intercambio gaseoso. Para ello, la piel
debe ser muy fina, estar húmeda y muy irrigada por el
medio interno del animal.
Encontramos este sistema respiratorio en animales como los
anélidos, algunos moluscos, y anfibios; incluso, en ciertos equinodermos. En
moluscos y anfibios es necesario complementar su función con otros sistemas
respiratorios.
Las estructuras respiratorias son las branquias, en
forma de repliegues tegumentarios o estructuras muy finas que están muy
irrigadas y envueltas por agua. Pueden ser branquias externas, poco
evolucionadas, o internas, más evolucionadas, ya que al encontrarse en
el interior están más protegidas. Sin embargo, necesitan un mecanismo para
producir movimiento en el agua que las baña. Las branquias aparecen en muchos
animales de vida acuática, como anélidos, moluscos, crustáceos, peces y
anfibios. Además se encuentran en crustáceos terrestres, como las cochinillas de humedad
y las pulgas de playa.
Los peces sujetan y extienden las branquias mediante arcos
branquiales. Una estructura ósea llamada opérculo, protege estos
arcos branquiales. El agua circula desde la boca a las hendiduras branquiales,
presionada por la lengua y creando una corriente que favorece el intercambio
gaseoso entre la branquia y el agua.
Los insectos, miriápodos y, en menor medida, en
los arácnidos , utilizan un sistema de tubos, llamados tráqueas,
que conectan las células de todo el cuerpo con el aire del exterior del animal.
Este sistema respiratorio prescinde del sistema circulatorio para transportar
el oxígeno a las células. Estos animales tienen un sistema circulatorio
abierto, en el que la sangre (hemolinfa) circula demasiado lenta para
aportar el suficiente oxígeno como para elaborar respuestas y movimientos tan
rápidos como los producidos por estos seres. Los tubos se abren al exterior a
través de unos orificios que se pueden cerrar mediante espiráculos.
Los pulmones son las estructuras respiratorias, que conectan
con el exterior mediante una serie de tubos. Son repliegues que se desarrollan
en los vertebrados terrestres a partir del tubo digestivo.
Existen dos tipos de pulmones.
Unos tienen forma de saco:
el pulmón sacular, presente en anfibios,
reptiles
y mamíferos muestra
distintos grados de evolución.
Otros, con forma tubular,
conectan con unos sacos aéreos que se extienden por otras zonas del
cuerpo y que se llenan de aire, disminuyendo la densidad del animal. Se
encuentran en las aves.
En anfibios, el interior es casi liso, sin
repliegues, por lo que la superficie de intercambio gaseoso es demasiado
reducida. Esto implica la necesidad de otros sistemas respiratorios para
satisfacer las necesidades de oxígeno de estos animales. La respiración
cutánea constituye un aporte de oxígeno vital, pues el intercambio pulmonar
es insuficiente. La respiración pulmonar sólo se desarrolla en algunos adultos,
puesto que en forma de renacuajo, la respiración es branquial. Este
sistema puede perdurar, incluso, en adultos como sucede en las cecilias y
tritones.
En reptiles, los pulmones presentan
repliegues, con lo que la superficie de intercambio de gases aumenta respecto a
los anfibios. Hay que tener en cuenta que los reptiles poseen una piel
gruesa seca, con escamas e incapaz de producir intercambio de gases con el
exterior. Unos pulmones con más superficie interna permitieron la
colonización, por parte de estos animales, de la tierra seca , sin la
dependencia del agua.
En mamíferos, los
pulmones muestran gran desarrollo de su superficie interna. Una serie de tubos
ramificados transporta el aire a los sacos alveolares, compuestos por
pequeñas cámaras, llamadas alveolos, que son los lugares donde se
produce el intercambio gaseoso con la sangre.
En aves, los pulmones
reciben el aire del exterior mediante unos tubos ramificados. Además, los
pulmones reciben el aporte de oxígeno de los sacos aéreos, que han sido
llenados de aire cuando el animal ha inspirado. Como el aire atraviesa los
pulmones y llega a estos sacos, se dice que estos pulmones tienen estructura tubular,
con entrada y salida.
Este tipo de respiración es muy
eficaz ya que el animal, al coger el aire, llena los pulmones y los sacos aéreos.
Los pulmones se pueden vaciar en la siguiente espiración y volver a llenarse
con el aire de los sacos sin necesidad de usar para respirar los músculos
del vuelo, que son los mismos que sirven para inspirar. Además, el animal reduce
su densidad al llenar su interior de aire. Hay que tener en cuenta que los
sacos aéreos, dependiendo de las especies, se introducen incluso en los huesos.
2.2 RESPIRACIÓN
EN HUMANOS
El aparato respiratorio en humanos comienza en
- las fosas
nasales. En ellas se aloja la pituitaria roja, muy irrigada, que
calienta el aire y lo humedece. La pituitaria amarilla detecta la
presencia en el aire de distintos tipos de moléculas y transmite esta
información a los lóbulos olfatorios, que informarán de ello al cerebro.
- El aire
humedecido y limpio pasa por la faringe, que es una zona compartida con
el aparato digestivo. En esta zona se encuentran las amígdalas, que son
ganglios linfáticos con función defensiva, captando microorganismos para poner
en marcha una respuesta inmune (defensiva) si fuera necesario.
- El aire
entra en la laringe a través de la glotis. La epíglotis es
la estructura que tapa la glotis, con la finalidad de que no entre el alimento
hacia el aparato respiratorio. En la laringe aparecen las cuerdas vocales,
que son repliegues conjuntivos que vibran, emitiendo un tono.
- El
siguiente tramo es la tráquea, que es un tubo largo, de unos 12 cm, y
ancho, de unos 2 cm. La tráquea debe permanecer abierta para asegurar el paso
del aire. Para ello, unos cartílagos semicirculares le dan la
resistencia suficiente como para evitar su cierre, debido a la presión que
ejercen los tejidos adyacentes. La tráquea está bañada por una capa mucosa que
capta partículas de polvo y tapizada por un epitelio ciliado que moviliza esta
mucosidad hacia la faringe.
- La
tráquea se divide en bronquios. Son dos tubos que envían el aire a los
pulmones. Están reforzados por cartílagos circulares. Los bronquios, ya
dentro de los pulmones, se ramifican en bronquiolos.
- Los pulmones
son estructuras esponjosas, de color rosado. El pulmón derecho está
constituido por tres lóbulos pulmonares. El pulmón izquierdo es
más estrecho y tiene dos lóbulos.
- Por
ello, el bronquio derecho se ramifica en tres bronquiolos primarios y el
bronquio izquierdo se ramifica en dos bronquiolos primarios. Los bronquiolos
primarios, a su vez, se ramifican en tubos secundarios y terciarios, que
dirigen el aire hacia los sacos alveolares, compuestos de alveolos,
que son las zonas donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre.
2.2.1.Fisiología de la respiración
La ventilación pulmonar, o respiración fisiológica, se
produce por dos movimientos, llamados inspiración y espiración. La inspiración
consiste en la entrada de aire en los pulmones. La espiración es la expulsión
del aire al exterior.
La respiración puede ser relajada o forzada.
·
La respiración relajada se realiza cuando el individuo
lleva a cabo actividades de poco gasto energético o en reposo
·
La respiración forzada se realiza cuando el individuo
lleva a cabo una actividad energética Los músculos torácicos elevan las
costillas hacia delante. Con ello, aumenta
El control de la respiración se efectúa en el bulbo
raquídeo, activando o relajando los músculos que intervienen en la
respiración. La variación de concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono en
la sangre son los estímulos químicos que necesita el bulbo raquídeo para
controlar la velocidad e intensidad de la respiración.
3. SISTEMAS DE TRANSPORTE
Los nutrientes adquiridos para el funcionamiento del
metabolismo del animal se distribuyen entre todas las células de su cuerpo. Los
productos de desecho se expulsan al exterior. Los animales con estructura
sencilla no tienen necesidad de sistemas de transporte, ya que las
células pueden adquirir o expulsar sustancias del medio en el que vive. Sin
embargo, los animales con gran complejidad interior necesitan un medio
circulante que sirva para distribuir los nutrientes y recoger los residuos
metabólicos. En muchos casos es también necesaria la presencia de una bomba
impulsora que movilice ese medio circulante a través de todo el cuerpo.
El medio interno es el líquido que transporta las sustancias
nutritivas. Su composición y su color varía. Puede contener células en muchos
casos. Los distintos medios internos que se pueden encontrar en animales son hidrolinfa,
hemolinfa,
sangre
y linfa.
·
Hidrolinfa: es el
medio interno de Equinodermos. Su composición es muy similar a la del
agua de mar. Transporta nutrientes y sustancias de desecho pero carece de
pigmentos transportadores de oxígeno. Circula a través de un sistema de tubos
que conectan con unas estructuras llamadas pies ambulacrales. Estas
estructuras sirven para dar movimiento a las estrellas de mar y los
erizos.
El sistema ambulacral funciona
por presión hidrostática. El pie ambulacral se pega al sustrato cuando
disminuye su presión hidrostática interna, debido a la forma que adquiere,
semejante a una ventosa. Existen unas ampollas ambulacrales que, cuando
se contraen, expulsan la hidrolinfa de su interior y va a los pies
ambulacrales. Por este motivo aumenta la presión hidrostática del pie
ambulacral y se despega del sustrato en el que está pegado. El sistema
ambulacral, mediante reparto de esta hidrolinfa a distintas zonas, permite
el desplazamiento del animal.
·
Hemolinfa: se encuentra en moluscos
y artrópodos. En los moluscos y crustáceos aparece un pigmento
transportador de oxígeno. En arácnidos, miriápodos e insectos no existe la
necesidad de transportar el oxígeno por el medio interno ya que su sistema de
respiración traqueal no lo necesita, puesto que las tráqueas llevan
directamente el aire a las células del cuerpo.
·
Sangre: Anélidos y Vertebrados
tienen un medio interno con pigmentos transportadores de oxígeno, que le
proporciona un color rojo. En vertebrados el pigmento transportador se llama hemoglobina.
La sangre en vertebrados es especialmente compleja, con gran cantidad de
funciones y células. Las células presentes son eritrocitos, leucocitos y
trombocitos.
- Linfa: está presente en Vertebrados. Carece
de pigmentos transportadores de oxígeno. Está formada por células de tipo
leucocitos.
3.1. TIPOS DE SISTEMAS DE TRANSPORTE
Los Poríferos y Cnidarios pueden utilizan su
cavidad interior como sistema de distribución. Además, las células exteriores
intercambian sustancias con el agua. Los Platelmintos transportan las
sustancias por difusión, de célula a célula.
Los animales con sistema de transporte interno utilizan un
líquido circulante que puede transitar por un sistema circulatorio abierto
o cerrado.
Destaca la complejidad del sistema circulatorio en los vertebrados.
Lo
observamos en artrópodos y moluscos (excepto cefalópodos). El medio circulante
no transita siempre encauzado. Existen zonas entre los tejidos donde se acumula
el líquido, llamado hemolinfa,. El conjunto de zonas donde se extravasa
la hemolinfa se denomina hemocele. El corazón impulsor de la hemolinfa
está abierto al hemocele por unos orificios denominados ostiolos. Este
corazón presenta una forma tubular y se dispone en la zona dorsal del
animal.
Sistema circulatorio cerrado: en
este modelo de sistema circulatorio el medio circulante, llamado sangre,
pasa siempre a través de vasos sanguíneos. Se presenta en anélidos, cefalópodos
y vertebrados. En anélidos el corazón es tubular y se encuentra en la zona
dorsal del animal.
En vertebrados, el sistema circulatorio alcanza
diversos grados de complejidad, según el nivel de evolución que presente el
animal. El sistema circulatorio puede ser simple
o doble,
con una circulación incompleta
o completa.
·
Circulación simple:
aparece en peces. En esta circulación la sangre sólo pasa una vez por el
corazón en cada vuelta. El corazón es tubular y muestra un seno venoso que
recoge la sangre, una aurícula y un ventrículo impulsor. La sangre viene de las
venas del cuerpo cargada de CO2 hacia el corazón. El ventrículo
impulsa la sangre hacia las branquias, donde se oxigena y circula por arterias
para repartirse por el cuerpo. El retorno de la sangre al corazón se realiza
mediante venas.
·
Circulación doble: la
sangre pasa dos veces por el corazón por cada vuelta del circuito. Se encuentra
en vertebrados terrestres. El recorrido se realiza desde el corazón, saliendo por
el ventrículo izquierdo, a los tejidos del cuerpo, para volver a ingresar en el
corazón por la aurícula derecha. Esta circulación se denomina circulación
mayor. El circuito continúa desde el ventrículo derecho a los pulmones,
para volver otra vez al corazón por la aurícula izquierda. Esta circulación es
la circulación menor. Este segundo circuito puede tener una oxigenación
incompleta de sangre, en anfibios y reptiles, o completa en aves y mamíferos.
§ Anfibios: el
corazón en renacuajos funciona como el corazón de un pez. En anfibios adultos
está tabicado, formando tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo.
La sangre proviene de los tejidos llena de CO2 y entra en el corazón
por la aurícula derecha. Pasa al ventrículo y se expulsa fuera del
corazón. La sangre que va a los pulmones se oxigena y vuelve por las
arterias pulmonares de nuevo al corazón, entrando por la aurícula izquierda.
En el único ventrículo se produce la mezcla de sangre oxigenada y
carboxilada, por lo que el sistema es poco eficaz, al bombear sangre oxigenada
a los pulmones y sangre carboxilada a las células del cuerpo.
§ Reptiles:
tienen también una circulación doble e incompleta, semejante a los anfibios.
Sin embargo, el ventrículo está parcialmente dividido, con lo que la mezcla de
sangre oxigenada y carboxilada es menor y la eficacia del corazón es mayor. Los
cocodrilos poseen un corazón con ventrículos divididos por un tabique completo,
igual que aves y mamíferos
§ Aves y
Mamíferos: Poseen una circulación doble y completa. La
sangre entra carboxilada en el corazón por la aurícula derecha y
atraviesa la válvula tricúspide para entrar en el ventrículo derecho.
Emerge del corazón por las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde
se oxigena y vuelve al corazón por las venas pulmonares. Entra por la aurícula
izquierda y atraviesa la válvula mitral para entrar en el ventrículo
izquierdo. Sale del corazón hacia los tejidos corporales transportando el
oxígeno necesario para el funcionamiento aerobio de las células. El dióxido de
carbono es vertido a la sangre y vuelve por las venas hacia el corazón, para
entrar de nuevo, por la aurícula derecha.
3.2. EL APARATO
CIRCULATORIO EN HUMANOS
Los seres humanos tenemos un sistema circulatorio cerrado, con un
corazón situado en la cavidad torácica, entre los pulmones, y protegido por las
costillas.
Consta de dos aurículas y dos ventrículos. Los ventrículos presentan paredes
más gruesas que las aurículas y, a su vez, el ventrículo izquierdo es de
paredes más gruesas que el derecho.
La aurícula izquierda está comunicada con el ventrículo izquierdo a
través de la válvula mitral o bicúspide, y la aurícula derecha se comunica
con el ventrículo derecho por medio de la válvula tricúspide. No hay
conexión interauricular ni interventricular.
La sangre entra en el corazón por venas que desembocan en las aurículas
y sale desde los ventrículos por arterias.
Las venas llevan sangre no oxigenada a excepción de las venas pulmonares
que regresan de los pulmones al corazón con sangre oxigenada
Las arterias llevan sangre oxigenada a excepción de la arteria pulmonar
que llega a los pulmones con sangre no oxigenada recogida de todo el cuerpo.
A la aurícula derecha llegan las dos venas cavas (la superior y la
inferior), mientras que a la aurícula izquierda llegan las cuatro venas
pulmonares. Del ventrículo derecho parte la arteria pulmonar y del izquierdo la
arteria aorta. La llegada de sangre al corazón por las venas se efectúa
continuamente y sin impedimento, pues estas venas se abren libremente en la
pared cardíaca. En cambio la salida de sangre de los dos ventrículos a las
arterias está regulada por las válvulas sigmoideas, que se abren únicamente
cuando la sangre ventricular alcanza cierta presión como consecuencia de la
contracción de la pared del ventrículo.
Fisiología del corazón
1.- Sístole auricular: Cuando las aurículas están llenas de sangre, se
contraen los músculos de las aurículas, las válvulas mitral y tricúspide se
abren y la sangre pasa a los ventrículos. La sangre no retrocede hacia las
venas pues los orificios de estas se estrechan al contraerse las aurículas, y
los ventrículos en diástole provocan su aspiración.
2.- Sístole ventricular: A cotinuación de la sístole auricular, los
ventrículos se contraen, lo cual provoca un aumento de la presión sanguínea. Al
intentar retroceder, el empuje de la sangre cierra las válvulas
auriculoventriculares, por la cual la sangre sale por la arteria aorta (la del
ventrículo izquierdo) y por la arteria pulmonar (la del ventrículo derecho). El
vaciamiento del corazón se ve facilitado al abrirse las válvulas sigmoideas o
semilunares de las arterias.
3.- Diástole general: Después de vaciarse los ventrículos se distienden,
momento en el cual todo el corazón se halla relajado hasta que la sangre, que
entonces va llenando las aurículas, efectúa una presión adecuada sobre las
vávulas auriculoventriculares.
La sangre de las arterias no retrocede al corazón porque se lo impiden
las válvulas sigmoideas.
El ritmo cardíaco
El corazón late unas 72 veces por minuto, aunque esta velocidad varía
según la actividad que se esté desarrollando y según el tipo de individuo. El
ritmo cardiaco lo marca un marcapasos formado por:
·
Nódulo senoauricular:
produce el impulso inicial del ritmo cardiaco. Se encuentra en la pared de la
aurícula derecha. Sus fibras tienen una capacidad de excitación mayor que las
del resto del corazón. Por ello controlan el ritmo cardiaco.
·
Fibras internodales: son
fibras que unen un nódulo con el siguiente y expanden el impulso generado por
el seno auricular.
·
Nódulo auriculoventricular: lugar
donde el impulso se retrasa antes de excitar la contracción ventricular
(0,11s). Se encuentra en el septo que separa la aurícula derecha del ventrículo
derecho. Provoca que los ventrículos se contraigan poco después de haberse
contraído las aurículas.
·
Fascículo de His y fibras de Purkinje: son
fibras que se encuentran en el septo ventricular y estimulan la contracción
conjunta de todas las células musculares que forman los ventrículos.
Movimiento cardiaco
El movimiento cardiaco consiste en una fase de sístole y
una fase de diástole. La sístole es la contracción y la diástole la
relajación.
Se produce una sístole auricular y una sístole
ventricular. Esto es debido al retraso que origina el nódulo
auriculoventricular.
Se genera una diástole auricular y una diástole
ventricular. La relajación de las aurículas posibilita su llenado de
sangre, que viene de las venas. La diástole ventricular permite el llenado de
los ventrículos por la sangre que viene de las aurículas en contracción.
El movimiento cardiaco es modificado por el bulbo raquídeo
en función de las necesidades energéticas de los tejidos.
4. EL APARATO EXCRETOR
En el metabolismo celular se forma una serie de sustancias
que deben ser expulsadas del organismo, pues algunas de ellas son muy tóxicas,
como los desechos nitrogenados. Otras no lo son, pero pueden suponer un
problema para el animal, dependiendo su hábitat, como son las sales minerales
para animales acuáticos. Muchos desechos metabólicos se expulsan a través de la
piel, incluso en animales muy evolucionados. Sin embargo, aparecen estructuras
especializadas en la filtración del medio interno que, además de expulsar
sustancias tóxicas, controlan los parámetros de agua, sales
minerales y nutrientes en el interior del animal.
La expulsión de nitrógeno pede realizarse mediante distintas
formas moleculares, como son el amoniaco,
la urea
o el ácido úrico.
·
La expulsión en forma de amoniaco implica la
posibilidad de capturar abundante cantidad de agua de manera constante, puesto
que el amoniaco debe ser expulsado inmediatamente y disuelto en agua. Si esto
no fuera así, el animal moriría. Por ello, los animales que expulsan amoniaco
como producto de deshecho nitrogenado son animales que viven en agua, como los
peces osteictios.
·
Los tiburones y las rayas, anfibios en
fase adulta, tortugas y mamíferos expulsan urea como
producto nitrogenado de desecho. Estos animales reciben el nombre de ureotélicos.
Esta sustancia, pese a ser tóxica, puede ser almacenada en el interior del
animal siempre que esté disuelta en abundante agua.
·
Animales que necesitan restringir la pérdida de agua, como
insectos o reptiles, o que no pueden acumular grandes cantidades de agua debido
a su modo de vida, como las aves, expulsan ácido úrico como sustancia
nitrogenada de desecho. Estos animales reciben el nombre de uricotélicos.
Esta sustancia se expulsa en forma sólida y no produce pérdida de agua.
4.1. SISTEMAS
EXCRETORES EN INVERTEBRADOS
Los animales diblásticos eliminan las sustancias nitrogenadas por
difusión. Este sistema también es seguido por animales triblásticos simples.
Sin embargo, es más habitual la presencia de estructuras específicas que cumplen
esa función. Podemos encontrar protonefridios,
metanefridios,
tubos de
Malpighi, glándulas
verdes y glándulas
coxales.
Son estructuras sencillas que aparecen en acelomados o
pseudocelomados. Hay dos tipos de protonefridios:
·
Células flamígeras: son
células grandes con cilios. Conectan unas células del interior del cuerpo con
el exterior mediante un pequeño conducto. Los productos nitrogenados pasan de
una célula a otra, hasta llegar a la célula flamígera que lo expulsa al
exterior, gracias a la corriente que crea el movimiento de los cilios.
·
Solenocitos: son
células grandes, flageladas, con un collarete. Se asocian unas células con
otras formando una cámara a la que se expulsan las sustancias nitrogenadas, que
salen al exterior, gracias a la acción de los flagelos.
Aparece en anélidos, moluscos y algunos artrópodos. Son tubos
enrollados, con dos aberturas. Un extremo es el nefrostoma, que está en
contacto con la cavidad celómica y extrae de ésta todo tipo de
sustancias. En el tubo del metanefridio, llamado nefroducto, se produce
la reabsorción de los compuestos útiles para el animal. Las sustancias tóxicas
se expulsan al exterior a través del nefroporo.
Esta estructura aparece en insectos. Son túbulos con
un extremo cerrado y otro abierto al tramo final del intestino del animal.
Capta sustancias de la cavidad interna y las expulsa al intestino. En
esta zona se reabsorben las sustancias útiles y se expulsan al exterior
los desechos nitrogenados
Aparecen en crustáceos. Se encuentran situadas debajo
de las antenas. Están formadas por un saco que recoge los compuestos
tóxicos, un largo tubo que termina en la vejiga, que es una zona ensanchada
donde se acumulan las sustancias nitrogenadas, que se expulsan a través del
nefridioporo.
Son estructuras similares a las glándulas verdes de
crustáceos, que aparecen en arácnidos. Se encuentran al lado de las coxas,
que son los primeros artejos de las patas
4.2. LA EXCRECIÓN EN VERTEBRADOS
Muchas estructuras corporales pueden cumplir la función de
excreción de sustancias tóxicas. Entre ellas, cabe citar la piel, que
mediante las glándulas exocrinas puede verter disueltas sustancias al exterior.
También, el aparato respiratorio, además de expulsar CO2,
residuo metabólico de la actividad celular, vierte, disperso en la humedad del
aire, otras sustancias que el organismo no desea.
Sin embargo, los vertebrados poseen órganos específicos para
la eliminación de sustancias nitrogenadas. Además, asociada con esta función,
igual que en otros animales, el sistema excretor mantiene constantes en el
medio interno los niveles de ciertas sustancias esenciales para la vida. Los
órganos encargados de llevar a cabo estas funciones son los riñones. Son
órganos pares, formados por túbulos renales. Existen tres tipos de estructuras
filtradoras:
Pronefros
Son estructuras que aparecen en los embriones de
vertebrados. Están constituidos por gran cantidad de nefrostomas que se unen a
un tubo mayor, denominado uréter. Los nefrostomas recogen líquido
filtrado de un glomérulo, formado por capilares.
Mesonefros
Aparecen en peces y anfibios en la fase adulta
y en embriones de reptiles, aves y mamíferos. El riñón está constituido por un
gran número de túbulos que, en su zona inicial, en contacto con el sistema
circulatorio, poseen un tramo ensanchado denominado cápsula de Bowman.
La cápsula de Bowman absorbe el líquido que se filtra de los capilares del glomérulo.
Los anfibios, como otros animales, utilizan, además de sus
estructuras renales, glándulas de la piel para expulsar sustancias
tóxicas.
Metanefros
Aparece en reptiles, aves y mamíferos.
El riñón está constituido por unos túbulos denominados nefronas. Las
nefronas son tubos que se dividen en las siguientes partes:
·
Cápsula de Bowman: es
una zona inicial ensanchada, que recoge el líquido que se filtra de los
capilares del glomérulo.
·
Túbulo contorneado proximal: zona
tortuosa donde se produce la reabsorción de sustancias disueltas en el líquido
filtrado y que son necesarias para el organismo, por lo que pasan de nuevo a la
sangre.
·
Asa de Henle: es un
tramo estrecho y curvado, donde se concentra el líquido que circula por la
nefrona. Está rodeado de vasos sanguíneos.
·
Túbulo contorneado distal: es
otra zona tortuosa, donde continúa la reabsorción de sustancias y aumenta la
concentración del líquido circulante. Desemboca en el túbulo colector.
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