@ Los animales requieren materias primas y energía para crecer, mantenerse y reproducirse.
@ El alimento se usa como un material para la producción de tejido nuevo, la reparación del tejido existente, el movimiento, el metabolismo y para la reproducción.
@ Los autótrofos (que se nutren por sí mismos) capturan la energía radiante para sintetizar complejos compuestos de carbono a partir de precursores simples, CO2 y H2O.@ Los heterótrofos, dependen de compuestos de carbono que proporcionan energía derivados de la ingestión de otras plantas o animales y en definitiva, de los fotosintetizadores, que acumulan en su interior la energía solar.
@ Cada grupo de organismos representa un nivel trófico.
@ En una cadena alimenticia corta, con sólo dos niveles tróficos, las plantas verdes son comidas por un heterótrofo grande, como un elefante.
@ Eficiencia (un campo de grano de 1 ha produce, en promedio, cinco veces más proteína que una hectárea dedicada a la producción de carne)
@ En cada nivel de alimentación, digestión e incorporación a lo largo de la cadena de alimentos hay una considerable pérdida de energía debida debido al coste energético del mantenimiento de los tejidos, la digestión de los alimentos y el ensamblaje en nuevas moléculas para ser incorporadas al tejido.
@ Una cadena alimenticia corta conserva, generalmente, mayores cantidades de energía capturada fotosintéticamente para el consumidor superior que la que contiene una más larga.
TIPOS DE ALIMENTACIÓN
Ø La obtención adecuada de alimento, tanto en cantidad como calidad, ocupa la mayor parte del comportamiento rutinario en los animales.
Ø La complejidad y sofisticación de los sistemas nervioso y muscular, por ejemplo, atestiguan la potencia de las fuerzas selectivas que actúan sobre el organismo.
Ø Al variar el Organismo, también lo hacen los métodos por los que el animal se alimenta.
Absorción de alimento a través de la superficie corporal
Ø En protozoos e invertebrados acuáticos obtienen moléculas de nutrientes del medio ambiente directamente a través de su pared corporal blanda.
Ø Endocitosis fagocitosis y pinocitosis.
Ø La vesícula (o vacuola nutricia en los protozoos) se fusiona con los lisosomas, orgánulos que contienen enzimas digestivos intracelulares, formando lo que se denomina una vacuola secundaria.Ø El material restante no digerido es excretado hacia afuera por exocitosis, esencialmente un proceso inverso a la pinocitosis.
Ø La alimentación por pinocitosis y fagocitosis es familiar en los protozoos tales como Paramecium, pero también tiene lugar en la cubierta de los tubos digestivos y en otros tejidos de muchos animales multicelulares.
Alimentación por filtración (alimentación en suspensión).
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@ Algunos animales sésiles localizados en aguas corrientes hacen uso del efecto Bernouilli (un ejemplo de filtración asistida pasiva puede verse en las esponjas).
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ALIMENTACIÓN POR FILTRACIÓN.
Los microorganismos del agua y las partículas de alimento son atrapadas en una capa de moco (mezcla pegajosa de mucopolisacáridos). Cilios son importantes en aguas quietas. El flamenco y la ballena franca muestran una convergencia evolutiva notable: ambos tienen una mandíbula alta, un rostro curvado, filtros de flecos fibrosos que cuelgan de la mandíbula superior y una gran lengua carnosa.ALIMENTACIÓN LÍQUIDA.
PICAR Y SUCCIONAR.
· Una gran variedad de artrópodos se alimenta picando y chupando (mosquitos, pulgas, chinches y piojos).
· El alimentarse picando y succionando se puede observar entre los platelmintos, nematodos, anélidos y artrópodos.
· Sanguijuelas.
· Algunos gusanos planos atrapan a invertebrados penetrando la pared corporal con una faringe protrusible que succiona los fluidos corporales y vísceras de la víctima (enzimas proteolíticas secretadas por la faringe muscular).
· Los insectos chupadores poseen, generalmente, finas estructuras chupadoras en la boca, bajo la forma de una probóscide.
· Dos maxilas están modeladas de forma que constituyen dos canales que discurren hasta la punta de la probóscide, el canal dorsal, constituye el pasaje para la sangre o la savia chupada del huésped.
· El otro, el canal ventral, lleva la saliva, que contiene anticoagulantes o enzimas procedentes de las glándulas salivales hasta el huésped.
CORTAR Y LAMER.
@ Numerosos invertebrados y unos pocos vertebrados se alimentan cortando la pared corporal de una presa y lamiéndola o absorbiendo como una esponja los fluidos corporales que salen del corte.
@ (moscas picadoras, lampreas, murciélagos vampiros)
@ RETENCIÓN DE PRESAS
@ Los depredadores usan distintos tipos de estructuras bucales y otros apéndices para capturar y masticar animales y plantas. A menudo se usan toxinas para inmovilizar a las presas.
@ Mandíbulas, dientes y picos
@ Algunos invertebrados tienen estructuras quitinosas en forma de pico o de diente para picar o alimentarse (mantis religiosa, arañas, cefalópodos).
@ En vertebrados las lampreas, los tiburones, los teleósteos, los anfibios y los reptiles tienen dientes afilados, dispuestos sobre las mandíbulas o el paladar, que les ayudan a atrapar, desgarrar y tragar la presa.
@ Las serpientes venenosas tienen dientes modificados denominados colmillos, que usan para inyectar el veneno.
@ Los mamíferos usan sus dientes para atrapar y masticar sus presas (insisivos, colmillos, caninos y molares).
@ Las aves tienen picos córneos, con una multitud de formas y tamaños, evolucionados para adaptarse a las formas de alimentación de cada especie y los métodos para obtenerla.
@ Las comedoras de semillas tragan sus alimentos enteros, pero pueden molerlas en un buche o molleja musculares que contiene guijarros que actúan como piedras de “molino”.
@ Toxinas (hidras, medusas, anémonas, corales usan nematocistos), escorpiones y arañas.
@ Generalmente las toxinas, aunque muy efectivas, son costosas de producir, por lo que se suministran cantidades cuidadosamente medidas durante una picadura o mordedura.
@ Las toxinas son proteínas y se inactivan por enzimas proteolíticas del sistema digestivo de los depredadores cuando ingieren sus presas envenenadas.
HERBÍVOROS Y RAMONEADORES.
Ø Con partes de sus bocas especializadas para alimentarse de material vegetal.
Ø Los gasterópodos usan una estructura en forma de raspa denominada rádula.
Ø Los vertebrados herbívoros tienen placas óseas (algunos peces y reptiles) o dientes con forma de molares con amplias superficies planas modificadas para triturar material vegetal.
Ø Los molares de los herbívoros están a menudo recubiertos de forma especial por esmalte duro que resiste el desgaste pastos (pastos con silicatos).
VISION GENERAL DE LOS SISTEMAS DIGESTIVOS
Juegan un papel esencial en la provisión de nutrientes mediante la digestión y absorción de alimentos, a la vez que eliminan los productos tóxicos de la digestión y los materiales no digeribles.
Membrana plasmática, sistema digestivo más primitivo, las partículas microscópicas de alimento son englobadas sin digerir por endocitosis, para digestión intracelular por ácidos y enzimas.
Los multicelulares se apoyan de forma primaria en la digestión extracelular efectuada por verdaderos sistemas digestivos.
Anatómica, hay varios diseños de los sistemas digestivos.
Fisiológicamente los sistemas digestivos caen en una de las tres categorías.
1. Reactores por lotes.
2. Reactores ideales de un tanque agitado en flujo continuo.
3. Reactor de bolo en flujo.
1.- son tubos ciegos o cavidades que reciben el alimento y eliminan los desechos en una forma pulsátil (celentéreos).
2.- En todos los phyla superiores a los gusanos planos, el material ingerido pasa a través de una cavidad tubular, hueca, el tubo digestivo, que se extiende a lo largo del organismo y se abre en ambos extremos (El procesado es continuo).
Algunos tubos digestivos pueden concebirse como reactores ideales de un tanque agitado en flujo continuo, al que se añade continuamente alimento, que se mezcla en una masa homogénea y los productos de la digestión se eliminan de forma continua, por rebosamiento del reactor.
3.- Un bolo (bloque discreto) de alimento es digerido progresivamente conforme avanza a través de un reactor largo en forma de tubo. A diferencia del reactor de tanque agitado, su composición varía de acuerdo con la posición a lo largo del tubo reactor.
Muchos animales combinan las características de los reactores continuos y de bolo en flujo.
La organización tubular global del tubo digestivo es eficiente porque permite que el material ingerido viaje en una dirección, pasando a través de diferentes regiones que pueden estar especializadas en tareas digestivas particulares.
Este pueden dividirse tanto bajo una base estructural como funcional en cuatro zonas principales: Un (1) tracto cefálico;:. (2) tracto anterior, (3) tracto medio y, (4) tracto posterior.
Regiones especializadas en: (1) recepción del material ingerido, (2) conducción, almacenamiento y digestión del material ingerido, (3) digestión y absorción de nutrientes y, (4) absorción de agua y defecación.
El tracto cefálico es la región craneal del tubo digestivo, que proporciona una abertura externa para la entrada de alimento (la saliva lubrica y la lengua ayuda en la deglución).
Tracto anterior: conducción almacenamiento y digestión (esófago, movimientos peristálticos, buche).
El esófago conduce el alimento desde el tracto cefálico hasta las áreas digestivas, normalmente el estómago.
Las aves en época de cría preparan el alimento de esta forma para regurgitarlo a sus descendientes (buches también son usados para fermentar o digerir alimentos).
Estómago: En vertebrados y en algunos invertebrados la digestión tiene lugar principalmente en el estómago y el tracto medio (en muchas especies inicia las primeras etapas de la digestión).
En mayoría de vertebrados, el estómago inicia la digestión de las proteínas mediante la secreción del pepsinógeno (más tarde convertido en pepsina) y ácido clorhídrico.
Los estómagos se clasifican como monogástricos o digástricos, de acuerdo con el número de cámaras que posean.
Los vertebrados que son carnívoros u omnívoros presentan, de forma característica, un estómago monogástrico.
En algunos invertebrados, tales como los insectos, tienen evaginaciones denominadas ciegos gástricos, que están recubiertos por células secretoras de enzimas, así como células fagocíticas: engloban alimentos parcialmente digeridos y continúa el proceso de la digestión.
Los estómagos digástricos multicamerales, se encuentran en el suborden rumiantes de los mamíferos (ciervo, alce, jirafa, bisonte, oveja).
Microorganismos que están en la primera división del estómago realizan fermentación, la conversión anaeróbica de los compuestos orgánicos hasta compuestos más sencillos, proporcionando energía como ATP.
Después de que el alimento regurgitado es masticado, vuelve a ser tragado. Pasando a la segunda división del estómago digástrico y empieza la segunda etapa de la digestión (hidrolisis con enzimas digestivas secretadas por el epitelio del estómago).
El Estómago digástrico tiene cuatro cámaras; rumen, el retículo, omaso y el abomaso.
La fermentación de los carbohidratos a butirato, lactato, acetato, propionato ocurren en rumen y retículo; los microorganismos simbióticos que han crecido en el rumen, junto con las partículas no digeridas pasan hacia el omaso y a continuación hacia el abomaso (este último produce las enzimas digestivas y es similar al estómago monogástrico de los no rumiantes).
Tracto medio: digestión química y absorción.
La zona principal de digestión química de las proteínas, grasas, carbohidratos y son transportados fuera del tubo digestivo hacia la sangre.
La digestión continúa en el intestino delgado, generalmente en un ambiente alcalino.
Duodeno secreta moco y fluidos y recibe secreciones mediante conductos que proceden del hígado (sales biliares) y el páncreas (proteasas. Lipasas y carbohidrasas).
Epitelio intestinal; serosa; músculo liso, de músculo liso circular, capa epitelial (submucosa, mucosa).
Hacia el interior y rodeando la luz del intestino delgado hay numerosos pliegues de la mucosa, llamados pliegues de Kerckring o pliegues circulares (incrementar el área de la superficie, y sirven para retardar la progresión del alimente, dando más tiempo a la digestión).
Hay vellosidades en forma de dedo.
Cada vellosidad descansa sobre una depresión circular conocida como la cripta de Lieberkühn
En la superficie apical de cada célula absortiva, hay estructuras estriadas denominadas microvellosidades y forman el ribete en cepillo.
Tracto posterior: absorción de iones, agua, y defecación.
Los iones inorgánicos y el exceso de agua son absorbidos a partir de este material para su retorno a la sangre.
El tracto posterior funciona como el principal lugar para la digestión bacteriana del contenido intestinal mediante la acción de la flora bacteriana y la formación las heces fecales.
El colon actúa como un reactor de bolo en flujo modificado, en la mayoría de los grandes animales que son fermentadores posteriores (por ejemplo, los caballos, cebras, tapires, sirenas, elefantes, rinocerontes ect.).
En los fermentadores posteriores de menor tamaño, el ciego, enormemente aumentado, actúa como un reactor de tanque agitado en flujo continuo (conejos, muchos roedores, damanes, monos aulladores, koalas, y zarigüeyas).
El tracto posterior termina en la cloaca y esta ayuda a la reabsorción urinaria de iones y agua en aquellas especies en las que los uréteres terminan en la misma en lugar de hacerlo en los genitales externos.
Los ajustes en la dieta pueden alterar también la composición celular y macromolecular del intestino.
La expansión del área de la superficie del intestino o de las proteínas transportadoras de nutrientes conlleva un coste metabólico significativo para dar soporte a esta nueva macro o microestructura.
La mayor parte de los cambios en la estructura del tubo digestivo parecen ser completamente reversibles, para reducir el coste metabólico de mantenerlo durante aquellos períodos en los que las fuentes de alimentos sean escasas.
MOTILIDAD DEL TUBO DIGESTIVO; permite
1. El paso del alimento a lo largo de toda la longitud del tubo y expulsión final del material fecal.
2. El tratamiento mecánico por trituración y amasamiento para ayudar a la mezcla con los jugos digestivos y convertir el alimento en una forma soluble.
3. La mezcla del contenido, de forma que haya una renovación continúa del material que está en contacto con las superficies de absorción y secreción del epitelio interno.
Motilidad muscular y ciliar.
Peristalsis
SECRECIONES GASTROINTESTINALES
El tubo digestivo de la mayor parte de los animales produce tanto secreciones endocrinas como exocrinas.
En el tubo digestivo las hormonas son producidas por células de las glándulas endocrinas y liberadas directamente al torrente circulatorio, actuando como mensajeros hasta llegar a las moléculas receptoras en los tejidos diana, que frecuentemente incluyen otros tejidos del tubo digestivo.
Los tejidos exocrinos del tubo digestivo incluyen las glándulas salivales, las células secretoras del estómago y el epitelio intestinal, además de las células secretoras del hígado y el páncreas.
Secreciones exocrinas del tubo digestivo
Hay grandes variaciones en la composición de las secreciones procedentes de distintas regiones del tubo digestivo. Sin embargo, estas mezclas consisten normalmente en alguna combinación de agua, iones, moco y enzimas.
La digestión es fundamentalmente un complejo proceso químico en el que enzimas digestivas especiales catalizan la hidrólisis de grandes partículas de alimento convirtiéndolas en compuestos más simples que son suficientemente pequeños para cruzar las membranas de las células de la barrera intestinal.
El almidón es degradado hasta los disacáridos y monosacáridos mucho más pequeños; las proteínas son hidrolizadas hasta polipéptidos, y de ahí a tripéptidos, dipéptido y aminoácidos.
Todas las enzimas digestivas efectúan hidrólisis, añadiendo H+ a un residuo y OH- al otro.
Las enzimas digestivas, como todas las enzimas muestran especificidad de sustrato y son sensibles la temperatura, el pH y a ciertos iones.
En correspondencia con los tres tipos principales de alimentos hay 3 grandes grupos de enzimas digestivas: las proteasas, las carbohidrasas y las lipasas.
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