El sistema digestivo y circulatorio en los seres vivos
e) Intestino delgado: en la especie humana este tramo de tubo digestivo tiene tres partes: el duodeno, el yeyuno y el íleon. La primera de las partes es la más interesante en cuanto a la digestión, ya que en el duodeno el hígado segrega sales biliares que se acumulan en la vesícula biliar. La función de las sales biliares es la emulsión de las grasas, preparan los productos lipídicos para que se puedan atacar por los enzimas del intestino. El páncreas segrega el llamado jugo pancreático, que es una mezcla de enzimas: la amilasa pancreática, lipasa, tripsina y quimiotripsina y nucleasas. El resultado de todos estos ataques es una papilla en donde ya están los nutrientes digeridos y, por tanto, preparados para ser absorbidos. A este producto se le denomina quilo. En el intestino delgado se produce la absorción, es decir, el paso de los nutrientes desde la luz del intestino hasta la sangre. Esto se produce porque la pared del intestino delgado tiene unos repliegues recorridos por vasos sanguíneos que se llaman vellosidades intestinales, que aumentan la superficie de absorción para que los productos de la digestión no se pierdan. Estas expansiones están tapizadas por un epitelio cuyas células, llamadas enterocitos, tienen a su vez otras expansiones que hacen que la superficie se aumente todavía más. Todos los productos pasan a la sangre excepto las grasas que pasan a los vasos quilíferos o linfáticos, extremos ciegos que forman parte del sistema linfático.
Intestino grueso
El intestino delgado se une al grueso por la válvula ileocecal, que desemboca en la primera de las tres porciones del intestino grueso, el ciego, del que sobresale una expansión a modo de dedo de guante que se llama apéndice vermiforme. Después está el colon, en donde tiene lugar la absorción de agua y empieza la compactación de las heces fecales.
El corazón humano
Está formado por dos cámaras que reciben la sangre procedente de los tejidos y de los pulmones que se llaman aurículas, que se comunican con uno o dos ventrículos. Éstos bombean la sangre hacia fuera del corazón por las arterias. Como modelo veremos el corazón de los mamíferos, y más concretamente el de la especie humana que es un corazón con cuatro cámaras, conectadas dos a dos. La aurícula derecha se une al ventrículo derecho a través de una válvula auriculoventricular llamada tricúspide, mientras que la aurícula izquierda se comunica con el ventrículo izquierdo a través de una válvula llamada mitral o bicúspide. Ambas válvulas impiden que la sangre retorne de los ventrículos a las aurículas cuando se produce la sístole ventricular (contracción de los ventrículos). Cuando la sangre después de la sístole auricular (contracción de las aurículas) tiende a retornar a las aurículas, las válvulas tricúspide y mitral se cierran, provocando el primer ruido cardiaco. Los vasos que entran al corazón se llaman venas y los hacen a las aurículas, la denominación de vena no quiere decir que lleve sangre desoxigenada. A la aurícula derecha llegan las venas cavas inferior y superior. A la aurícula izquierda llegan las venas pulmonares, son cuatro, dos proceden de cada pulmón. Los vasos que salen de los ventrículos se llaman arterias, y tienen unas válvulas semilunares que impiden el retorno de la sangre después de que ha salido del corazón. Cuando la sangre sale de los ventrículos después de la sístole ventricular (contracción de los ventrículos), tiende a regresar por gravedad a los ventrículos y entonces las válvulas semilunares se cierran, provocando el segundo de los ruidos cardiacos. La arteria que sale del ventrículo derecho se llama arteria pulmonar porque va a los pulmones a oxigenar la sangre, mientras que la que sale del ventrículo izquierdo se llama arteria aorta, que forma una curva llamada cayado de la aorta que desciende a todo el cuerpo. De la aorta salen ramificaciones hacia la cabeza y los brazos. El tejido muscular del corazón se llama miocardio y es mucho más prominente en los ventrículos que en las aurículas.
El ciclo cardiaco
El ciclo cardiaco es la secuencia de movimientos que ocurren alternativamente en el corazón y que permiten que este se vacíe y se llene de sangre. La sístole es la contracción y la diástole es la dilatación. Dura menos de un segundo, pero el corazón puede acelerarse en situaciones de tensión, estrés o durante el ejercicio, cuando los tejidos demandan más oxígeno para funcionar. La contracción y relajación del músculo estriado cardiaco es automática, depende del sistema eléctrico del corazón, y es lo que permite al corazón recibir e impulsar la sangre de forma rítmica.
Sístole auricular = Diástole ventricular
1. Válvulas auriculoventriculares (tricúspide y mitral) abiertas. La sangre fluye desde las aurículas a los ventrículos.
2. Válvulas semilunares cerradas. Al cerrarse de golpe originan el primer ruido del corazón.
Diástole auricular = Sístole ventricular
La sangre fluye desde los ventrículos hacia las arterias pulmonar y aorta.
1. Válvulas auriculoventriculares (tricúspide y mitral) cerradas. Al cerrarse de golpe originan el segundo ruido del corazón, después de la sístole auricular.
2. Válvulas semilunares abiertas.
Sistema eléctrico del corazón
Se trata del “cableado” de neuronas que ejecutan los movimientos de contracción y relajación alternativa de aurículas y ventrículos.
El transporte de sustancias en los animales
El aparato circulatorio consta de un órgano impulsor, el corazón, un sistema de tubos que son los vasos sanguíneos, por los que circula un líquido que se llama sangre y linfa en los vertebrados, hemolinfa en los invertebrados superiores e hidrolinfa en los equinodermos.
Sistema circulatorio abierto
Son típicos de artrópodos y moluscos no cefalópodos (caracoles, mejillones, etc.). Los vasos sanguíneos no forman un circuito completo, sino que la sangre sale de ellos y empapa las cavidades del cuerpo, retornando al corazón. En ocasiones ni siquiera existen vasos sanguíneos y la sangre entra y sale directamente del corazón.
Sistema circulatorio cerrado
La sangre circula siempre por el interior de los vasos sanguíneos, se da en los moluscos cefalópodos, los anélidos y los vertebrados. En los vertebrados, el sistema circulatorio consta de una bomba impulsora que se llama corazón, un sistema de vasos sanguíneos conectados que entran al corazón que se llaman arterias y otros que salen del corazón que se llaman venas, y el tejido líquido de células y plasma que conocemos como sangre.
El aparato digestivo en los invertebrados
Poríferos: Son las esponjas. La superficie del interior del saco está tapizada por unas células llamadas coanocitos, que tienen unas expansiones a modo de cilios que crean una corriente y arrastran a la cavidad interna las partículas alimenticias, para que tenga lugar la digestión intracelular. Celentéreos: Son los pólipos y las medusas. Tienen digestión mixta, es decir, parte extracelular y parte intracelular. Alrededor de la boca tienen unos tentáculos con unas células cnidoblastos, que inyectan un líquido que mata o paraliza a las presas, y las digiere parcialmente. Moluscos: Los cefalópodos (pulpos, calamares y sepia) tienen una estructura bucal formada por mandíbulas corneas, el “pico de loro”, que sirve para despedazar las presas que han atrapado con sus tentáculos. Los gasterópodos (caracoles) tienen una lengua quitinosa que se llama rádula, que va raspando los tallos y hojas vegetales. Artrópodos: Existe gran variedad de aparatos digestivos, en todos los grupos hay una adaptación de las piezas bucales al alimento que ingieren. Es muy llamativa la adaptación de las piezas bucales al alimento en los insectos, por ejemplo la boca masticadora de los saltamontes, la boca chupadora de la mariposa, que tiene una pieza bucal llamada espiritrompa que desenrollan para chupar el néctar de las flores, y la boca picadora-suctora de los mosquitos, o la boca masticadora-lamedora de la abeja o la avispa. Equinodermos: Son las estrellas y los erizos de mar. Lo más llamativo del aparato digestivo es la entrada de la boca a través de una estructura de cinco piezas masticadoras que se llama la linterna de Aristóteles.
La función digestiva
1) Captura e Ingestión de los alimentos
2) Digestión: Son transformaciones mecánicas y químicas. Estas últimas son las más importantes y se deben al ataque de enzimas que atacan los alimentos de forma específica, reduciéndolos a partículas sencillas. La digestión puede ser intracelular, que tiene lugar en el interior de las células, gracias a enzimas que están encerrados en los lisosomas. Cuando las partículas están digeridas, difunden los nutrientes a las células vecinas. Otra forma es la digestión extracelular, que tiene lugar en una cavidad o conducto del organismo, es la más extendida entre los animales.
3) Absorción
4) Egestión
El aparato digestivo de los vertebrados
El aparato digestivo consta de un tubo con dos aberturas, una de entrada y otra de salida, y unas glándulas llamadas glándulas anejas (glándulas salivares, hígado y páncreas).
Cavidad bucal
La entrada de la boca está en algunos animales ocupada por los labios como repliegues bucales. Los dientes son piezas duras que sirven para la trituración o digestión mecánica de los alimentos. El desarrollo de los dientes depende de la alimentación. El número y tipo de dientes varía en los grupos de vertebrados y se representa por la fórmula dentaria. En la especie humana, la dentición definitiva se representa por la fórmula: 2123 2123. En la parte de arriba de este quebrado, que representa la mitad de la mandíbula superior, el primer número son los incisivos, el segundo son los caninos o colmillos, el tercer número son los premolares y el cuarto el número de molares. La parte de abajo es la mitad de la mandíbula inferior. El número total de dientes en la dentición definitiva es de 32. Las tres pares de glándulas salivares, submaxilares, sublinguales y parótidas, producen la saliva que contiene amilasa o ptialina, que es un primer enzima digestivo que degrada el almidón.
Faringe
Es un tubo muscular que da paso a la siguiente porción del tubo digestivo, el esófago, pero también es entrada de aire al aparato respiratorio. A ambos lados de su pared posterior están las amígdalas, órganos que sirven para la maduración de los linfocitos. Debajo de la faringe hay un repliegue cartilaginoso perteneciente a la laringe que se llama epiglotis, que tapa la glotis durante la deglución, evitando que el alimento se introduzca en el aparato respiratorio. El reflejo de la deglución significa tragar el alimento, y está gobernado por un centro nervioso que se halla en el bulbo raquídeo. El proceso consiste en cerrar las fosas nasales levantando el velo del paladar, lo que evita que el bolo alimenticio se vaya hacia arriba. Además, la epiglotis tiene que cerrar la laringe, a la vez que se abre el esófago porque la laringe sube. Todo esto hace que el bolo alimenticio vaya al esófago y no a las vías respiratorias.
Esófago
Es un conducto recto que se mueve por contacto del bolo alimenticio con sus paredes. Estos movimientos se llaman movimientos peristálticos y se deben a las contracciones de los músculos de las paredes del esófago. El esófago en las aves presenta una dilatación llamada buche que sirve para almacenar alimento.
Estómago
Es la porción más dilatada del tubo digestivo. Su entrada se llama cardias (por su proximidad al corazón) y su salida píloro. En el estómago empieza la verdadera digestión. En su pared existen unas células glandulares que segregan HCl, necesario para la actuación de las enzimas gástricas, pepsina, que rompe las proteínas en péptidos, el factor intrínseco que es necesario para la absorción de vitamina B12, y una secreción mucosa que impide el ataque del ácido clorhídrico a las paredes del estómago. En las aves, el estómago tiene una expansión llamada molleja que es muy muscular. Sus paredes se contraen y, junto con pequeñas piedras que toman con el pico, muelen los alimentos al carecer de dientes. Por eso, a este estómago también se le llama molino gástrico.
La función respiratoria
La respiración en el medio acuático
La respiración cutánea: Se da en animales que viven en el agua o en ambientes muy húmedos. Tienen este tipo de respiración los anélidos, algunos artrópodos, algunas larvas acuáticas y los anfibios, aunque estos últimos también tienen pulmones. El intercambio de gases se hace a través de toda la superficie del animal, que suele tener la piel muy fina, irrigada de numerosos capilares sanguíneos. La piel siempre tiene que estar muy húmeda. En estos animales se da una relación superficie/volumen alta y una actividad metabólica baja.
Respiración branquial: Se trata de unas expansiones membranosas muy irrigadas de sangre, por la gran cantidad de capilares sanguíneos que las recorren.
Branquias internas: Son características de los peces, aunque también las tienen los moluscos y los crustáceos. En los peces óseos existen cuatro pares de branquias formadas por unas laminillas muy vascularizadas que se insertan en los arcos branquiales y se proyectan a una cavidad cerrada por una pieza llamada opérculo. Cuando el agua entra en la cavidad bucal, el opérculo se cierra y una válvula impide que el agua penetre en el tubo digestivo. El mecanismo por el que la sangre poco oxigenada se convierte en oxigenada.
La respiración en el medio terrestre
Respiración traqueal: Se da en los artrópodos terrestres. Las traqueas son un sistema formado por una red de tubos que recorren el interior del animal, terminan en unos tubos más finos denominados traqueolas, que están llenas de un líquido en donde se produce el intercambio de gases con las células. El aire entra a través de unos orificios que recorren todo el cuerpo del animal, que se llaman estigmas o espiráculos. La ventilación se realiza gracias a los movimientos de todo el cuerpo del animal y a las contracciones de las traqueas.
Respiración pulmonar: En las aves, los pulmones están conectados con unas expansiones huecas llamadas sacos aéreos que penetran en los huesos que son huecos, lo que contribuye a aligerar el peso del animal y favorecer, por tanto, el vuelo de las aves. En los mamíferos, los pulmones se alojan en la caja torácica. La tráquea se bifurca en dos ramas llamadas bronquios, que se van ramificando en bronquiolos, los más distales penetran en unos espacios llamados alvéolos pulmonares, que son los espacios donde va a tener lugar el intercambio gaseoso.
La excreción
La excreción es el proceso por el cual se eliminan los productos de desecho del metabolismo celular. Estos productos incluyen CO2, urea y ácido úrico, que deben ser eliminados del medio interno ya que su acumulación acarrearía graves perjuicios para el organismo. Los riñones, que forman parte del aparato urinario, se encargan de eliminar estos productos. El aparato respiratorio se encarga de eliminar el CO2. Las glándulas sudoríparas se encuentran en la piel y producen sudor. El aparato urinario está formado por dos riñones, dos uréteres, una vejiga urinaria y una uretra. Los riñones son los encargados de filtrar la sangre y producir la orina, que se almacena en la vejiga urinaria y se elimina a través de la uretra. El proceso de formación de la orina se basa en la filtración de la sangre y la posterior reabsorción de todo lo que es útil al organismo. La filtración glomerular ocurre en los glomérulos de los riñones, donde se produce un filtrado no selectivo del plasma sanguíneo. Luego, se produce la reabsorción tubular, donde se recuperan los iones y moléculas de interés que no conviene eliminar. También se produce la secreción tubular, que consiste en el paso activo de sustancias desde la sangre hasta el túbulo contorneado distal. Además, se recupera agua por ósmosis en el asa de Henle. La regulación hormonal controla el balance hídrico corporal y la cantidad de agua eliminada por los riñones.