Introducción a la Nutrición y Alimentación Animal

Los términos “nutrición” y “alimentación” suelen utilizarse indistintamente como sinónimos, pero no son equivalentes; cada uno tiene un significado bien definido, aunque ciertamente guardan una relación tan estrecha que parece más adecuado hablar de un binomio nutrición-alimentación.

La alimentación es un proceso voluntario mediante el cual seleccionamos, preparamos e ingerimos alimentos del medio externo, mientras que la nutrición es el conjunto de procesos que tienen lugar de manera involuntaria y que permiten extraer nutrientes a partir de los alimentos, que serán utilizados por las células.

Los animales son heterótrofos, necesitan incorporar materia orgánica ya elaborada para crear la suya propia y obtener energía.

Los procesos que permiten incorporar los nutrientes al organismo son:

• Ingestión: entrada de alimentos.
• Digestión: proceso de transformación de alimentos complejos en sustancias sencillas, capaces de penetrar en las células.
  • Digestión Intracelular: Es propia de animales poco evolucionados como las esponjas. La digestión se realiza dentro de las células.
  • Digestión Extracelular: Es propia de animales superiores que tienen un tubo digestivo dividido en varias partes, en cada una de las cuales se segregan enzimas digestivas específicas.
  • Digestión Mixta: En algunos invertebrados como los cnidarios. La digestión empieza siendo extracelular, pero finaliza en el interior de determinadas células del organismo.
• Intercambio de gases: proceso que consiste en captar oxígeno, necesario para la respiración celular, y eliminar el dióxido de carbono procedente de la misma. Se necesita un aparato respiratorio.
• Transporte: proceso que consiste en hacer llegar a todas las células las sustancias sencillas procedentes de la digestión y el oxígeno, y de retirar de las células los productos de desecho (incluido el dióxido de carbono). Se necesita un aparato circulatorio.
• Excreción: proceso que consiste en expulsar al medio externo los productos de desecho procedentes del metabolismo celular. Se necesita un aparato excretor.

Sistemas Digestivos en Invertebrados

2.1. Poríferos

Tienen digestión intracelular. En estos animales, las partículas de alimento son capturadas por células especializadas, los coanocitos, que tapizan el interior de los numerosos poros que atraviesan su cuerpo. Estos agitan sus flagelos y hacen que entre agua. Las partículas de alimento son capturadas por los coanocitos, donde se lleva a cabo la digestión intracelular. Una vez realizada la digestión, otras células, los amebocitos, transportan los nutrientes a otras células del cuerpo.

2.2. Cnidarios

Tienen una única cavidad denominada cavidad gastrovascular, con una sola abertura que hace las funciones de boca y ano. Estos animales tienen una digestión mixta: vierten enzimas digestivas a la cavidad y realizan digestión extracelular, pero, después, las partículas de alimento son fagocitadas por los amebocitos de la pared gástrica, que las someten a una digestión intracelular.

2.3. Gusanos

Los platelmintos tienen tubo digestivo ciego y digestión mixta. Los nemátodos y anélidos tienen un tubo digestivo sin glándulas; es un conducto con un orificio de entrada (boca) y otro de salida (ano). La digestión de estos animales es extracelular, mediante enzimas que vierten al tubo digestivo. Algunas especies pueden tener tramos especializados en cada proceso, como un buche para almacenar alimento o una molleja para triturar, etc.

2.4. Moluscos

Poseen un tubo digestivo con glándulas. Tienen tramos especializados como un buche, una molleja y ramas ciegas (sin salida).

Junto al tubo digestivo, tienen glándulas anejas que segregan jugos digestivos con enzimas. Destacan las glándulas salivares y el hepatopáncreas (que metaboliza sustancias y segrega jugos digestivos). La digestión es extracelular.

Presentan órganos masticadores como la rádula de los gasterópodos, que es utilizada para cortar y triturar el alimento, o las mandíbulas que forman el «pico de loro» de los cefalópodos. Un caso especial es el de los bivalvos (almejas, mejillones, etc.), que carecen de rádula y se alimentan por filtración, utilizando las branquias, dotadas de cilios que retienen las partículas alimenticias y las dirigen hacia la boca.

2.5. Equinodermos

En los equinodermos, la parte inferior es la boca (oral) y la parte superior es el ano (aboral). Tienen tubo digestivo con glándulas. En los erizos de mar, hay una estructura con cinco piezas calcáreas que actúan a manera de dientes, denominada linterna de Aristóteles.

2.6. Artrópodos

Son un grupo de animales muy diversificado y adaptado a diferentes ambientes y formas de vida. Presentan gran variedad de estructuras para la captura e ingestión de los alimentos. Así, los insectos pueden tener diversos tipos de aparatos bucales: boca masticadora, chupadora, picadora, etc. En la mayoría de los artrópodos, la cavidad bucal está rodeada de apéndices encargados de la captura e ingestión del alimento. Después de la boca, se sitúa la faringe, el esófago (con buche y molleja), el intestino medio (glandular) y el intestino terminal con el ano. En el tubo digestivo hay diversas glándulas que segregan enzimas digestivas. Poseen un tubo digestivo con glándulas y su digestión es externa.

Sistemas Digestivos Complejos: Los Vertebrados

3.1. La Boca

La boca, en casi todos los casos, presenta:

• Piezas bucales especializadas en la captura, fragmentación e ingestión del alimento, como los dientes y los picos. Unos y otros tienen formas y disposiciones adaptadas al tipo de alimentación de cada especie.
  • Los animales carnívoros tienen los colmillos largos y afilados para matar a otros animales y triturar la carne que se comen.
  • Los herbívoros tienen los dientes delanteros grandes para cortar las hojas. Las muelas también son fuertes para triturar.
  • Los omnívoros tienen los colmillos y las muelas igual de desarrolladas para poder comer de todo.
• Una lengua: musculosa, blanda y móvil (como en mamíferos), pegajosa y retráctil (como en muchos anfibios y reptiles), córnea (como en las aves) o dura y provista de dentículos (como en algunos peces). Según las especies, interviene en la captura de alimento, en su manejo y en la percepción de sustancias químicas.

El tubo digestivo está formado por:

• Tubo digestivo: formado por capas de tejidos epiteliales, conjuntivos y musculares.
• Glándulas accesorias: glándulas salivares, hígado y páncreas.

Las glándulas salivares segregan saliva que lubrica el alimento para tragarlo y comienza su digestión química. En algunas especies de reptiles y mamíferos, es venenosa e interviene en la captura de presas.

3.2. La Faringe

Es el tramo que comunica la boca con el resto del tubo digestivo, pero también con el aparato respiratorio. Para separar ambas aberturas e impedir que entre alimento en el sistema respiratorio, existe una estructura llamada epiglotis, que cierra las vías respiratorias durante la deglución.

3.3. El Esófago

Es el tramo del tubo digestivo que comunica la faringe con el estómago. Puede ser amplio y dilatable (como el de las serpientes) o puede tener un ensanchamiento o buche (como el de las aves) para almacenar y macerar el alimento.

Las paredes del esófago son musculares y se contraen de forma rítmica para producir movimientos peristálticos, que dirigen el alimento hacia el estómago. Además, el esófago tiene glándulas en su pared mucosa que segregan mucus lubricante.

Durante su paso por el esófago, el alimento continúa su digestión mecánica y química.

3.4. El Estómago

Es un compartimento, dividido o no en cavidades, situado entre el esófago y el intestino. Está separado por dos esfínteres o anillos musculares: el cardias, que regula la entrada al estómago del alimento, y el píloro, que regula la salida al intestino.

En el estómago ocurre:

• La digestión mecánica (peristaltismo): Debido a las contracciones peristálticas del mismo, el contenido estomacal sufre un auténtico batido.
• La digestión química: El estómago posee unas glándulas que segregan jugo gástrico, que contiene:
  • Pepsinógeno: enzima capaz de hidrolizar parcialmente las proteínas, transformándolas en polipéptidos.
  • Ácido clorhídrico: necesario para activar al pepsinógeno y transformarlo en pepsina (activa).
  • Mucina: sustancia que protege la pared del estómago del ácido y la pepsina.

En las crías de mamífero y en el cuajar de rumiantes, se produce la renina, que desnaturaliza (cuaja) las proteínas de la leche para facilitar su digestión.

El resultado es una papilla ácida, llamada quimo, que pasa gradualmente al intestino delgado a través del píloro (esfínter).

Adaptaciones del Estómago en Vertebrados

• Peces: Estómago con forma de huso.
• Aves: Sufre gran transformación al carecer estas de dientes. Se divide en una parte musculosa, especializada en la trituración de alimentos, denominada molleja, y en otra glandular o estómago propiamente dicho.
• Mamíferos: Alcanza el máximo grado de plegamiento y curvatura y, por lo tanto, de longitud. Los herbívoros poseen un estómago muy voluminoso.

Vertebrados Poligástricos: Estómago de Cuatro Cavidades

Es característico de los mamíferos rumiantes. El proceso es el siguiente:

1. La comida, apenas masticada, pasa desde la boca a la panza o rumen. Allí, se digiere la celulosa gracias a la celulasa de las bacterias simbiontes.
2. El alimento pasa a la redecilla o retículo, donde se completa la digestión. Esta cavidad se va vaciando al enviar pequeñas cantidades de comida hacia la boca, donde se tritura y mastica de nuevo (rumia).
3. La comida, muy triturada y parcialmente digerida, llega al libro u omaso, donde se produce una gran absorción de agua.
4. Por último, pasa al cuajar o abomaso, donde se segrega el jugo gástrico.

3.5. Intestino Delgado

Tiene diferente longitud y grosor en función de la alimentación. En general, es más largo en herbívoros que en carnívoros.

En los mamíferos se divide en tres secciones: duodeno, yeyuno e íleon.

Su pared interna muestra numerosos pliegues, vellosidades y microvellosidades, que sirven para aumentar la superficie de absorción.

Procesos Digestivos en el Intestino Delgado

En el intestino delgado van a parar las secreciones de varias glándulas, que se mezclan con el quimo procedente del estómago (en un primer momento se neutraliza la acidez del quimo gracias al NaHCO₃):

• Hígado: Produce bilis (se acumula en la vesícula biliar), que contiene sales biliares que emulsionan los lípidos, creando pequeñas gotitas de lípidos y aumentando su superficie de ataque enzimático de las lipasas.
• Páncreas: Segrega jugo pancreático, que va a parar al intestino delgado a través del conducto colédoco. El jugo pancreático contiene:
  • Amilasa: transforma el almidón en maltosa.
  • Lipasa: hidroliza los lípidos dando glicerina y ácidos grasos.
  • Tripsina: hidroliza los polipéptidos convirtiéndolos en péptidos sencillos.
• Glándulas del intestino delgado: Segregan jugo intestinal, que contiene:
  • Carbohidrasas: hidrolizan los disacáridos dando lugar a monosacáridos.
  • Lipasas intestinales: hidrolizan los lípidos.
  • Peptidasas: hidrolizan los péptidos sencillos dando lugar a aminoácidos.

Gracias a la acción de estas enzimas digestivas se forma una papilla, denominada quilo, que contiene los productos resultantes de la digestión, junto con agua, sales minerales y vitaminas.

El agua y las sales minerales pasan a la sangre y a la linfa. Los monosacáridos y aminoácidos pasan a la sangre y son conducidos al hígado, que funciona como almacén y distribuidor. Los ácidos grasos y la glicerina reconstruyen las moléculas de lípidos, se empaquetan formando micelas y pasan a los vasos linfáticos y de ellos a la circulación sanguínea general.

3.6. Actividad del Intestino Grueso y Defecación

Lo que queda del quilo, un líquido acuoso con material residual, pasa al intestino grueso para realizar:

• Absorción del agua y sales minerales.
• Fermentaciones por bacterias simbióticas.
• Defecación: las heces fecales (restos no digeridos y deshidratados) se expulsan al exterior.

En mamíferos, el intestino grueso termina en un esfínter (ano). En peces cartilaginosos, anfibios, reptiles, aves y ornitorrincos (mamífero), la porción final del intestino grueso se denomina cloaca, y a ella van a parar también las vías genitales y urinarias.

En el intestino grueso se aloja una gran cantidad de bacterias simbiontes que viven a expensas de los restos alimenticios no digeridos. Esta flora bacteriana lleva a cabo diversas funciones (nota: el texto original indica «lleva a cabo las siguientes funciones:» pero no las lista, se mantendrá así).

El Aparato Respiratorio en Animales

4.1. El Proceso Respiratorio

Se pueden considerar tres fases diferentes:

• Ventilación: Consiste en la renovación constante del medio (aire o agua) con el que las superficies respiratorias intercambian los gases. Se lleva a cabo gracias a movimientos musculares o ciliares.
• Intercambio gaseoso: Se lleva a cabo por difusión, entre los vasos y las células y en las superficies respiratorias, debido a los gradientes de concentración y de presión parcial. El O₂, más abundante en el medio externo, difunde hacia el medio interno y de este a las células, mientras que el CO₂ difunde desde las células al medio interno, y de este hacia el exterior. Para que tenga lugar la difusión, los gases deben estar disueltos en agua.
• Transporte de gases y respiración celular: El transporte de gases a las células es realizado por el aparato circulatorio, con la participación de las células y de pigmentos respiratorios (p. ej., hemoglobina), salvo algunas excepciones. En las células se lleva a cabo el proceso de respiración celular en las mitocondrias, un proceso que utiliza el oxígeno molecular (O₂) y produce dióxido de carbono (CO₂).

4.3. Tipos de Respiración

4.3.1. Respiración en el Medio Acuático

• Difusión directa de las células: Las esponjas, los cnidarios y los platelmintos no desarrollan aparato respiratorio; el intercambio gaseoso se hace de célula a célula.
• Respiración cutánea: El oxígeno y el dióxido de carbono se difunden a través de la piel húmeda (siempre húmeda gracias a secreciones de glándulas epidérmicas) del cuerpo del animal, que carece de impermeabilización. Debajo de la piel existe una amplia red de capilares. Este tipo de respiración es propia de anélidos, algunos moluscos y artrópodos, en algunos peces (p. ej., anguilas) y los anfibios en estado adulto (que la combinan con la respiración pulmonar), y algunas tortugas acuáticas.
• Respiración por branquias: Las branquias son los órganos respiratorios más importantes en el medio acuático. Están formadas por prolongaciones en la superficie del cuerpo del animal y tienen gran cantidad de vasos sanguíneos. Se distinguen dos tipos de branquias: externas e internas.
  • Branquias externas: Sobresalen del cuerpo del animal. Se encuentran en algunos anélidos marinos, algunos equinodermos y las larvas de anfibios (que poseen branquias muy ramificadas detrás de la cabeza).
  • Branquias internas: Protegidas por estructuras; es necesario realizar movimientos respiratorios para hacer llegar el agua con oxígeno a las branquias. Son propias de moluscos acuáticos, crustáceos marinos (que crean un flujo de agua con sus movimientos de desplazamiento) y los peces. En los peces, las branquias están en una cámara branquial, cerrada por opérculos (peces óseos) o por hendiduras de la piel (peces cartilaginosos).