La Nutrición y la Energía

Para jugar, estudiar y hacer todas las actividades cotidianas, incluso dormir, nuestro cuerpo necesita nutrientes y energía. Estos nutrientes y esta energía se obtienen gracias a la función de nutrición. La nutrición es el resultado de múltiples procesos que ocurren en cada una de las células que componen nuestro organismo. Las sustancias sencillas que esas células incorporan y utilizan para su nutrición se denominan nutrientes. Existen dos tipos de nutrientes: orgánicos e inorgánicos.

• Nutrientes orgánicos: Como la glucosa, que son sustancias exclusivas de los seres vivos.
• Nutrientes inorgánicos: Como el oxígeno o el agua.

¿Cómo Obtenemos los Nutrientes?

Los seres vivos conseguimos los nutrientes a partir de las sustancias que tomamos del medio. Los seres humanos, como el resto de los animales, tenemos nutrición heterótrofa y necesitamos incorporar tanto sustancias inorgánicas como orgánicas, es decir, fabricadas por otros seres vivos. Extraemos los nutrientes de los alimentos en un complejo proceso de transformación. Sin embargo, con frecuencia se reserva el término “alimento” para aquellas sustancias que incorporamos a través del sistema digestivo.

Del aire obtenemos el oxígeno, que se incorpora a nuestro cuerpo a través del sistema respiratorio y, sin transformación, pasa a la sangre, que lo lleva a las células.

De los alimentos conseguimos nutrientes como el agua o la glucosa.

Los nutrientes constituyen la materia prima con la que las células fabrican sus propios componentes y aportan el combustible necesario para obtener energía.

¿Para Qué Utilizamos los Nutrientes?

Tanto los nutrientes que obtenemos de los alimentos que ingerimos como el oxígeno que extraemos del aire, son conducidos por el sistema circulatorio a todas las células de nuestro organismo. Pero ¿qué ocurre con los nutrientes en el interior de las células? Con los nutrientes se construyen nuevas moléculas. Las células usan parte de los nutrientes para fabricar sus propios materiales. Así, crecen y, cuando adquieren el tamaño adecuado, se dividen y originan nuevas células. De este modo aumentan el número y el tamaño de las células del organismo. La fabricación o síntesis de materia propia es especialmente importante en la época de crecimiento, pero se mantiene durante toda la vida. Además, los nutrientes son el combustible celular. Una parte de los nutrientes orgánicos que llegan a las células se utilizan como combustible para la respiración celular, que tiene lugar en las mitocondrias. La glucosa es el nutriente más empleado por las células como combustible en el proceso de respiración celular.

El Sistema Respiratorio: Estructura y Función

El sistema respiratorio es la vía de entrada del aire y se encarga de hacerlo circular entre el organismo y el medio externo. Extrae del aire el oxígeno, un nutriente esencial para nuestras células, y expulsa el dióxido de carbono que se produce como desecho. El sistema respiratorio humano está compuesto por las vías respiratorias y los pulmones.

Componentes de las Vías Respiratorias

• Vías respiratorias superiores: Incluyen la boca, la nariz, la faringe y la laringe.
• Vías respiratorias inferiores: Abarcan la tráquea, los bronquios y los bronquiolos, que terminan en unos sacos ciegos, los alvéolos.

El Trayecto del Aire y la Ventilación Pulmonar

La entrada y la salida del aire en los pulmones se traducen exteriormente en movimientos del tórax. Sin embargo, los pulmones carecen de músculos y, por ello, de movimiento propio. ¿Cómo logran entonces aumentar y disminuir de volumen para hacer circular el aire? Los pulmones son muy elásticos y su capa más externa está fuertemente unida a la pared interna de la caja o cavidad torácica, por eso se mueven al moverse la caja. El volumen de la caja torácica varía durante la inspiración y la espiración gracias a la acción coordinada de los músculos del diafragma y de los situados entre las costillas, los músculos intercostales.

Los músculos abdominales también intervienen en el proceso de inspiración y espiración. Al relajarse o contraerse se logra, respectivamente, una inspiración o una espiración más profunda. La entrada y salida del aire en los pulmones se denomina ventilación pulmonar y se debe a los cambios de volumen y presión de la cavidad torácica.

Intercambio de Gases

El aire que entra al sistema respiratorio y el que sale de él contienen oxígeno y dióxido de carbono, pero el primero es más rico en oxígeno y más pobre en dióxido de carbono que el segundo. La cantidad de nitrógeno es la misma en ambos casos.

La sangre que llega y la que sale de los pulmones tiene esos mismos gases, aunque, al contrario de lo que ocurre con el aire, la sangre que llega a los pulmones es más pobre en oxígeno y más rica en dióxido de carbono que la que sale. Los cambios observados en la composición del aire y de la sangre que pasan por los pulmones se deben al intercambio de gases que se ha producido entre ellos.

En los *alvéolos*, el oxígeno pasa desde el aire a la sangre por difusión, y el dióxido de carbono lo hace en sentido inverso por el mismo mecanismo.

¿Dónde se Produce el Intercambio de Gases?

El intercambio de gases entre el aire atmosférico y la sangre se realiza en los alvéolos pulmonares. Estas pequeñas bolsas son especialmente adecuadas para el paso de los gases debido a las siguientes características:

• La superficie del conjunto de todos los alvéolos de los pulmones es enorme, tan grande como un campo de tenis: alrededor de doscientos metros cuadrados.
• Los alvéolos están rodeados de infinidad de capilares sanguíneos, unos conductos finísimos por donde circula la sangre (unos ocho mil litros por día).
• La pared que separa el aire alveolar y la sangre es muy fina: menos de una milésima de milímetro.

Alteraciones de los Sistemas Vitales

Alteraciones del Sistema Digestivo

Las alteraciones del sistema digestivo están relacionadas con diversas causas, entre ellas, microorganismos como las bacterias y malos hábitos alimentarios.

Alteraciones del Sistema Respiratorio

Cuando respiramos se renueva una parte del aire de los pulmones. Pero el aire que nos rodea contiene microorganismos y partículas nocivas para el sistema respiratorio. Los estornudos y la tos que acompañan a los problemas respiratorios son mecanismos de defensa del organismo, pero también constituyen una vía de transmisión de las infecciones respiratorias.

• Las infecciones de las vías respiratorias superiores son la causa de enfermedades leves, como los resfriados comunes, o más graves, como la gripe.
• Las infecciones de las vías respiratorias inferiores, si se instalan en los propios conductos, provocan bronquitis; y si lo hacen en el tejido pulmonar, neumonía.

Un Pésimo Hábito: El Tabaquismo

El consumo de tabaco se relaciona con más de veinticinco enfermedades, como la bronquitis crónica, el cáncer de pulmón o la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). El humo de un cigarrillo contiene más de 4000 componentes, de los cuales más de 50 son sustancias que producen cáncer. El humo también daña a los no fumadores que lo inhalan, los fumadores pasivos.

Dato curioso: Al estornudar, el aire de los pulmones sale por nuestra nariz y boca a una velocidad que puede sobrepasar los 100 km/h.

Los Alimentos y sus Componentes Químicos

Además del oxígeno que el sistema respiratorio extrae del aire, nuestro organismo necesita otros nutrientes que obtiene de los alimentos que ingerimos. Existe una gran variedad de alimentos cuya procedencia también es muy diversa. Sin embargo, al analizar su composición química, se puede observar que, algunos tan distintos como el pan y la leche, comparten los mismos tipos de constituyentes:

• Sustancias inorgánicas: Como el agua y las sales minerales.
• Sustancias orgánicas: Como los glúcidos, los lípidos, las proteínas y las vitaminas.

Las Sustancias Inorgánicas de los Alimentos

Las sustancias inorgánicas, como el agua y las sales minerales, son comunes a la materia viva y a la no viva.

• El agua: Es el compuesto más abundante en los seres vivos, y el medio en el que se desarrolla la vida de las células. Nuestro organismo pierde agua continuamente y necesita reponerla con la alimentación. Además del agua que bebemos, todos los alimentos, incluso los sólidos, la contienen en mayor o menor medida.
• Las sales minerales: Son esenciales para el crecimiento y la regulación del cuerpo humano. Por lo general, se consumen en pequeñas cantidades y se encuentran disueltas en líquidos corporales como la sangre, las lágrimas y el sudor. Los cloruros, los carbonatos o los fosfatos de sodio, potasio y calcio se encuentran en forma de sales precipitadas en los huesos y los dientes, a los que dan consistencia.

Las Sustancias Orgánicas de los Alimentos

Los constituyentes orgánicos de los alimentos son los glúcidos (hidratos de carbono o carbohidratos), los lípidos, las proteínas y las vitaminas; todos son sustancias que se encuentran exclusivamente en la materia viva.

El Sistema Digestivo: Transformación de Alimentos en Nutrientes

Nuestro cuerpo está constituido por los mismos compuestos que los alimentos que ingerimos. Sin embargo, la mayoría de las sustancias que componen los alimentos son demasiado complejas como para alcanzar nuestras células y que estas las utilicen; por eso deben ser convertidas previamente en nutrientes. La transformación de los alimentos en nutrientes se produce en el sistema digestivo, que está formado por el tubo digestivo y las glándulas digestivas.

Estructura del Sistema Digestivo

El Tubo Digestivo

El tubo digestivo es un conducto de paredes musculosas que abarca desde la boca hasta el ano. Está constituido por la boca, la faringe, el esófago, el estómago y los intestinos delgado y grueso.

Las Glándulas Digestivas

Las glándulas digestivas son los órganos encargados de producir los jugos digestivos y verterlos al interior del tubo. Estos líquidos contienen una gran variedad de sustancias, entre las que destacan las enzimas digestivas.

Procesos Clave de la Digestión

El proceso de transformación de los alimentos en nutrientes se realiza en el sistema digestivo e implica cuatro procesos fundamentales: la digestión (mecánica o química), la absorción de nutrientes y la formación de las heces.

• La digestión mecánica: Son las acciones físicas que reducen el tamaño de las partículas de los alimentos y las hacen avanzar a lo largo del tubo.
• La digestión química: Es la transformación de las moléculas complejas de los alimentos en las pequeñas moléculas llamadas nutrientes, acelerada por las enzimas digestivas.
• La absorción intestinal: Es el paso de los nutrientes desde el tubo digestivo hasta la sangre y sucede, fundamentalmente, en el intestino delgado. En el intestino grueso se absorben agua y sales minerales.
• La formación de las heces: Los restos que no han sido digeridos o absorbidos forman parte de las heces y son expulsados a través del ano mediante la defecación.