Sistema digestivo
Todos los sistemas digestivos realizan tres procesos: ingestión del alimento, la absorción y la egestión o defecación, que consiste en la expulsión de las sustancias no digeridas.
Los animales menos evolucionados poseen una cavidad interna, la cavidad gástrica, que se comunica con el exterior por medio de una sola abertura que funciona indistintamente como boca y ano; por tanto, su sistema digestivo es incompleto. Los animales más evolucionados poseen un tubo digestivo con dos aberturas anatómica y fisiológicamente distintas, boca y ano, es decir; tienen un sistema digestivo completo.
» El sistema digestivo incompleto se caracteriza por tener una sola abertura, la boca o polo oral, por la cual son ingeridos los alimentos y son eliminados los desechos. Este tipo de sistema digestivo lo poseen los celentéreos y los platelmintos. Este aparato es poco eficiente porque mientras se procesa un alimento, no se puede digerir otro ingerido. Por esto es inadecuado para animales que necesitan ingerir continuamente alimento, por ser este poco nutritivo o bien porque al ser animales muy activos necesitan comer frecuentemente para obtener energía.
» El sistema digestivo completo es más eficiente que el sistema digestivo incompleto porque básicamente es un tubo que recorre el cuerpo, con una boca en un extremo, por donde se produce la ingestión del alimento, y un ano en el otro por donde se realiza la egestión de los desechos. Esto permite ingerir alimento a la vez que en las partes posteriores del sistema digestivo se está digiriendo y absorbiendo.
Está formado por regiones especializadas para procesar el alimento en un cierto orden. En general, un sistema digestivo consta de la parte anterior, que comienza con la boca y comprende la faringe, el esófago y el estómago; la parte media o intestino medio, donde se vierten los enzimas digestivos y en ella se realiza la digestión y la absorción de los nutrientes sencillos; la parte final, que es el intestino posterior! donde se absorbe agua y se realiza la defecación.
Las ondas peristálticas, originadas por la contracción muscular; recorren todo el tubo y facilitan el avance del alimento y su mezcla con los enzimas.
El aparato digestivo de algunos invertebrados
El aparato digestivo de los distintos animales difiere en su forma general, en sus detalles anatómicos y en los procesos fisiológicos, según sean la naturaleza del alimento y el modo de vida.
No obstante, existe una gran diversidad de aparatos digestivos en los distintos grupos de animales. Para facilitar su estudio podemos agruparlos en:
» Animales con aparato digestivo incompleto:
Los platelmintos tienen digestión mixta. Los gusanos planos, excepto las tenias, poseen un solo orificio y un tubo digestivo incompleto que se extiende por todo el cuerpo. Este tubo consta de boca, faringe, esófago e intestino más o menos ramificado, pero sin abertura anal, por lo que los excrementos se acumulan en la luz intestinal y se eliminan por la boca mediante lavada intestinal.
» Animales con aparato digestivo completo:
En los anélidos se toma como modelo el sistema digestivo de la lombriz de tierra. Al penetrar en la tierra, la lombriz ingiere continuamente material, que es expulsado por el ano. El alimento ingerido por la boca pasa a la faringe, un órgano musculoso encargado de succionar el alimento y enviarlo al esófago, el cual conduce el alimento hacia el buche, donde se almacena temporalmente. Poco a poco el alimento va pasando del buche a la molleja, donde las contracciones musculares y los granos de arena trituran el alimento y los transforman en partículas pequeñas.
Finalmente, el alimento pasa al intestino, donde los enzimas digestivos realizan la digestión química, transformando los nutrientes complejos en sencillos para que las células puedan absorberlos. El material no ingerido sale al exterior a través del ano.
Los nematodos son los animales más sencillos con un sistema digestivo completo. A lo largo del tubo digestivo se producen ondas de contracción muscular que empujan el alimento en un sentido, de modo que puede ( ingerirse más alimento mientras que en las partes posteriores se digiere por la acción de enzimas hidrolfticos y se absorbe lo digerido. Los residuos se eliminan por el ano.
En los equinodermos la boca está situada en la parte inferior; le sigue un corto esófago, un gran estómago, un pequeño intestino y el ano, que se abre en la parte superior. En los erizos, la boca posee cinco piezas masticadoras que constituyen la linterna de Aristóteles y el estómago da varias vueltas por el interior del animal. En las estrellas, el estómago se ramifica en cinco sacos intestinales que recorren internamente cada uno de los brazos.
En los moluscos, exceptuando los bivalvos, que son animales filtradores, el sistema digestivo es un tubo, en ocasiones con forma de espiral. Consta de boca, esófago, estómago, intestino y ano. En la boca se encuentra la rádula, órgano raspador con función mastícadora. En el estómago desemboca una glándula, el hepatopáncreas, que segrega jugos para facilitar la digestión.
En los artrópodos la boca está adaptada al tipo de alimentación y posee apéndices, como mandíbulas y maxilas, para la captura y masticación, y palpos, para el gusto. Tienen su máximo representante en los insectos, cuyo sistema digestivo empieza en la boca con glándulas salivares y apéndices bucales que varían en aspecto y constitución según su régimen alimenticio. En el tramo final del esófago hay una dilatación, llamada buche, donde el alimento ensalivado se acumula temporalmente para pasar a la molleja, donde es triturado y finalmente introducido en el intestino.
El aparato digestivo de algunos vertebrados
El aparato digestivo de los vertebrados está constituido por el tubo digestivo y las glándulas anejas o accesorias. El tubo digestivo consta de boca, faringe, esófago, estómago, intestino y ano. Las glándulas anejas vierten jugos digestivos en el interior del tubo; entre ellas caben destacar las salivares en los vertebrados terrestres, las gástricas, el hígado y el páncreas.
» La boca es la cavidad abierta al exterior donde se alojan los dientes y la lengua.
Los dientes de peces, anfibios y reptiles son cónicos, afilados, sirven para atrapar a las presas y se renuevan constantemente.
Los mamíferos tienen cuatro tipos de dientes: incisivos, caninos, premolares y molares. La dentición está adaptada al tipo de alimentación: en el caballo, un animal herbívoro, los incisivos recortan el alimento y los molares lo trituran: en la ardilla, un roedor, los incisivos crecen durante toda la vida; en el león, un animal carnívoro, los caninos muerden y cortan y los molares trituran los huesos; en los seres humanos, que son omnívoros, no presentan ningún tipo de adaptación.
Las aves, los monotremas y las tortugas no tienen dientes y el pico es una estructura córnea que bordea la boca, cuya forma se adapta al tipo de alimentación.
La lengua, excepto en los peces, es un órgano móvil y musculoso, con numerosas papilas gustativas. Su función principal es mezclar los alimentos y facilitar la deglución.
» La faringe es un tubo muscular que participa en la deglución.
» El esófago es un conducto musculoso que conecta la faringe con el estómago y mediante las contracciones peristálticas impulsa el bolo alimenticio hacia el estómago.
» El estómago es una dilatación del tubo digestivo donde se disgrega el alimento.
En los reptiles el estómago es muy dilatable para facilitar la ingestión de presas de gran tamaño.
En las aves el estómago posee dos cavidades, la molleja, muy musculosa que se con-trae de forma rítmica para triturar el alimento, y el estómago glandular, que segrega jugos digestivos. Los mamíferos herbívoros tienen un estómago muy voluminoso y en los rumiantes está dividido en cuatro cámaras: panza o rumen, redecilla, libro y cuajar.
El alimento, casi sin mastican pasa del esófago a la panza, donde las bacterias y protozoos inician la fermentación de la celulosa. Cuando la hierba lleva unas horas en maceración, pasa a la redecilla algo del alimento parcialmente digerido y vuelve a la boca donde es masticado y, de nuevo, pasa a la panza, donde continúa la fermentación.
Desde la panza el alimento ingresa en la redecilla para seguir con el proceso de fermentación; de ahí se dirige al libro, donde se absorbe parcialmente el agua, y finalmente va a parar al verdadero estómago o cuajar, donde se segrega jugo gástrico y se completa la digestión.
» El intestino es un largo tubo dividido en dos partes:
El intestino medio en los mamíferos se llama intestino delgado y es donde se realiza la digestión química total de los alimentos y la absorción. Recibe las secreciones de las glándulas anejas, el hígado y el páncreas.
El intestino terminal en los mamíferos se llama intestino grueso. En muchos peces, anfibios, reptiles y en todas las aves termina en la cloaca o zona donde desembocan el aparato excretor y el reproductor:
En los mamíferos herbívoros el intestino es más largo que en los carnívoros y poseen uno o dos ciegos intestinales donde se completa la digestión con ayuda de abundante flora bacteriana.
Para explicar el proceso de la digestión en vertebrados, tomaremos como modelo el ser humano.
» El ano es el orificio localizado en el extremo posterior del intestino a través del cual se eliminan los desechos digestivos.
El aparato digestivo del ser humano
El proceso de la digestión se inicia en la boca y continúa en la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el intestino grueso y el ano.
También forman parte del tubo digestivo otros órganos accesorios, como las glándulas salivares, el páncreas, el hígado y la vesícula biliar; que proporcionan enzimas y otras sustancias necesarias para la digestión.
» En la boca los alimentos sufren los primeros procesos para su digestión mecánica: la masticación y la insalivación.
La masticación es realizada por los dientes, que cortan, desgarran y trituran los alimentos sólidos ayudados por los movimientos de la lengua y las mandíbulas.
Como el ser humano lleva un régimen alimenticio omnívoro, presenta diversificación dentaria: los incisivos muerden y cortan, los caninos muerden y desgarran, los premolares trituran y los molares trituran y muelen.
La lengua es un órgano musculoso que se utiliza para remover el alimento y facilitar la masticación. Posee papilas gustativas con receptores sensitivos para el sentido del gusto.
Durante la insalivación, mientras el alimento es desintegrado mecánica-mente por los dientes también está siendo humedecido por la saliva.
La saliva es una secreción acuosa, ligeramente alcalina, producida por las glándulas salivares. Su formación se estimula no solo con la ingestión directa del alimento, sino también al ver, oler o pensar en un apetitoso manjar La secreción de la saliva es un proceso continuo controlado por el sistema nervioso autónomo.
La saliva contiene una proteína, la mucina, que le proporciona su aspecto viscoso, sales minerales y varios enzimas, como la amilasa salival, que inicia la degradación del almidón y el glucógeno al provocar su hidrólisis en moléculas de maltosa, y la lipasa lingual, que inicia la hidrólisis de la grasa de la leche. Una vez triturado y ensalivado, el alimento se convierte en una masa redondeada llamada bolo alimenticio.
» El bolo alimenticio, empujado por la lengua, avanza hacia el esófago a través de la faringe en un acto llamado deglución.
Para evitar que el alimento pase a las vías respiratorias durante la deglución, la cavidad nasal queda cerrada de modo reflejo al elevarse el paladar carnoso; a medida que el bolo alimenticio va cayendo hacia la faringe, otro acto reflejo eleva la tráquea y queda cerrada su parte superior por la epiglotis. Una vez que el bolo alimenticio llega al esófago, se producen movimientos peristálticos, que consisten en ondas de contracción seguidas de relajación que facilitan el tránsito del bolo alimenticio por él. En este tramo no hay secreción de enzimas, pero sí de mucus, que lubrica el bolo alimenticio, facilita su transporte y evita la erosión de las paredes del esófago.
» Cuando el bolo alimenticio llega al estómago, se abre de manera refleja un esfínter; llamado cardias, que permite su entrada en el mismo y que a continuación se cierra para impedir la regurgitación. El cardias comunica el esófago con el estómago. El estómago es un saco muscular en el que se almacena temporalmente el alimento. Las células glandulares de su pared segregan el jugo gástrico, que contiene principalmente ácido clorhídrico, pepsinógeno y mucina.
El ácido clorhídrico hace que el pH del estómago se mantenga en torno a 2. Este ácido mata a la mayoría de las bacterias, ablanda los tejidos más fibrosos e inicia la transformación del pepsinógeno en su forma activa, la pepsina. La pepsina es un enzima que hidroliza las proteínas en péptidos de cadena más corta. Solo actúa en un medio muy ácido, proporcionado por el ácido clorhídrico.
La mucina es una sustancia que al formar una película protectora sobre las paredes del estómago, evita que el ácido clorhídrico y la pepsina las dañen. El jugo gástrico de los lactantes contiene una proteína, la renina, que precipita y coagula las proteínas de la leche y permite que estén más tiempo en el estómago, lo cual posibilita una acción más prolongada de la pepsina. La secreción gástrica es intermitente y está bajo control nervioso y hormonal.
El estómago produce también ondas peristálticas suaves, que lo recorren a un ritmo aproximado de tres ondas por minuto; la agitación es más vigorosa en el extremo intestinal, donde se abre el esfínter pilórico para dejar paso al producto de la digestión del estómago, el quimo, que va pasando en pequeñas cantidades al duodeno. El píloro se cierra de nuevo hasta que el quimo es neutralizado químicamente en el duodeno. En el estómago se produce la absorción de pequeñas moléculas, como las sales minerales, el agua y el alcohol.
» El intestino delgado es un tubo estrecho de unos 8 m de longitud. Los primeros 25 cm, aproximadamente, forman el duodeno, la larga parte central es el yeyuno y el resto, aproximadamente un metro, es el ileon.
El revestimiento del intestino delgado tiene aspecto aterciopelado debido a la presencia de las llamadas vellosidades intestinales, que incrementan la superficie de absorción del agua y los nutrientes. Cada vellosidad está formada por células que presentan pliegues en la membrana plasmática que reciben el nombre de microvellosidades y está recorrida por una red de capilares sanguíneos y un vaso linfático capilar en el centro, el vaso quilífero.
En el duodeno tiene lugar la mayor parte de la digestión química de los alimentos.
En él desembocan los conductos que transportan el jugo pancreático y la bilis desde el páncreas y el hígado. A medida que el quimo se desplaza por el intestino delgado impulsado por el peristaltismo, las contracciones de mezcla y el movimiento de las microvellosidades, los enzimas entran en contacto con los nutrientes y los digieren.
» El hígado está situado debajo del diafragma. Es el órgano más grande del cuerpo y produce la bilis que se acumula en la vesícula biliar La bilis es vertida al intestino delgado cuando las grasas estimulan en la pared intestinal la producción de la hormona colecistoquinina, la cual pasa a la sangre y produce la contracción del músculo vesicular y la relajación del esfínter de salida.
La bilis es un líquido amarillento compuesto por agua, sales biliares, colesterol y pigmentos biliares. Las sales biliares tienen como función emulsionar las grasas.
» El páncreas es una glándula alargada situada debajo del estómago que segrega hormonas y produce el jugo pancreático, el cual contiene bicarbonato sódico y los enzimas pancreáticos, amilasa, lipasa, tripsina y quimiotripsina. El bicarbonato sódico, junto con el cloruro, contribuyen a neutralizar la acidez del quimo y le confieren un carácter ligeramente alcalino, lo que favorece la acción de los enzimas pancreáticos.
La amilasa hidroliza los polisacáridos, como el almidón y el glucógeno, que no han sido descompuestos en maltosa por la acción de la amilasa salival. Sin embargo, la amilasa no actúa sobre la celulosa.
La lipasa hidroliza las grasas en glicerina y ácidos grasos.
La tripsina y la quimiotripsina continúan la digestión de las proteínas iniciada en el estómago y las convierten en péptidos de cadena corta. Estos enzimas se vierten en el intestino en forma inactiva como tripsinógeno y quimiotripsinógeno para evitar que se digieran las propias células del páncreas; después pasan a su forma activa por la acción de unos enzimas.
El jugo intestinal está producido por las glándulas de la mucosa intestinal, las de Brunner y las de Lieberkühn, que contienen preferentemente agua, mucus y enzimas. Los enzimas segregados por el intestino se localizan en la membrana de las microvellosidades y son sacarasa, maltasa, lactasa, peptidasas y lipasa.
La sacarasa, la maltasa y la lactasa hidrolizan la sacarosa, la maltosa y la lactosa, respectivamente, en sus monosacáridos constituyentes. Las peptidasas convierten los péptidos en aminoácidos y la lipasa hidroliza las grasas.
Una vez que han actuado los enzimas digestivos sobre el quimo, este se transforma en el quilo, un líquido viscoso de aspecto blanquecino.
La absorción intestinal
» La absorción consiste en el paso de los alimentos digeridos a través de las paredes del sistema digestivo a la sangre o la linfa. La mayor parte de los nutrientes digeridos se absorben en el primer metro del intestino delgado, donde las vellosidades proporcionan una inmensa superficie de absorción. La sangre que baña a las vellosidades recoge los nutrientes del intestino y los transporta por medio de venas que convergen en la vena porta-hepática hasta el hígado.
La absorción de sustancias se produce por osmosis, difusión, difusión facilitada o por transporte activo. La glucosa y la galactosa se absorben por transporte activo, mientras que la fructosa lo hace por difusión facilitada. La absorción de los aminoácidos se realiza por transporte activo.
Los ácidos grasos y la glicerina penetran en el interior de las células que forman la mucosa, donde vuelven a formar grasas. Estas, al asociarse con proteínas y colesterol, forman los quilomicrones, que pasan a los vasos quilíferos, llegan a los vasos linfáticos y finalmente desembocan en la sangre. El resto de las sustancias digeridas pasan a los capilares sanguíneos, que se reúnen en otros de mayor calibre para desembocar finalmente en la vena porta-hepática, que lleva la sangre al hígado.
» La última porción del tubo digestivo es el intestino grueso, que tiene unos 2 m de longitud y unos 6 cm de diámetro. En él se distinguen tres regiones: el ciego, el colon y el recto.
El ciego es una región corta con forma de saco que acaba en el apéndice vermiforme, cuya inflamación produce la apendicitis. El apéndice posee tejido linfoide y está relacionado con el sistema inmunitario. El colon asciende verticalmente formando el colon ascendente, pasa horizontalmente por debajo y por delante del estómago, constituyendo el colon transverso, y baja por el lado izquierdo formando el colon descendente, que en su último tramo adopta forma de asa o colon sigmoideo. Se llama recto a los últimos 20 cm del intestino grueso que acaba en el conducto anal. La mucosa del conducto anal está dispuesta en pliegues longitudinales, llamados columnas anales, que contienen una red de arterias y venas, La abertura al exterior se denomina ano.
La mayor parte de los nutrientes presentes en el quimo han sido absorbidos en el intestino delgado: el resto, no digerido, pasa por la válvula ileocecal hacia el intestino grueso. Al pasar el quimo lentamente por el intestino grueso, se absorben de él agua y sodio. Las bacterias simbióticas de esta porción intestinal aprovechan los últimos nutrientes que quedan en la comida y producen vitamina K y algunas vitaminas del complejo B, las cuales pueden ser absorbidas y utilizadas por el organismo.
En el intestino grueso, los alimentos no digeridos, como la celulosa y otras fibras vegetales, junto con mucus, bacterias y células muertas del propio tubo digestivo, progresan hacia el conducto anal mediante movimientos peristálticos y antiperistálticos. Estos últimos provocan un estancamiento de los alimentos en el intestino para permitir la absorción de gran parte del agua que contienen y provocar que los desechos o heces fecales se espesen. Estas heces son impulsadas hasta el recto y expulsadas por el ano.
