La nutrición

La nutrición abarca la adquisición del alimento, su asimilación o anabolismo en el interior de las células y la excreción de las sustancias de desecho. De esta forma os seres vivos consiguen un intercambio de materia y energía con el medio, lo que les permite mantener su actividad vital. La primera transformación de energía que hay en la cadena trófica se da mediante un proceso llamado fotosíntesis, en el que la energía del Sol se utiliza para transformar materia inorgánica en orgánica.

Transformación de la Energía

La ingestión de los alimentos por parte de los seres vivos debe ser un proceso eficaz de forma que los nutrientes deben llegar a las células donde se produce la verdadera digestión y obtener la energía necesaria para que el organismo pueda seguir con su actividad. Cuando los nutrientes penetran en las células sufren una serie de reacciones químicas que se conocen con el nombre de metabolismo y cuya función es obtener energía y fabricar moléculas complejas a partir de sus precursores más sencillos.Se pueden distinguir tres procesos en los que tiene lugar una transformación de la energía: 1.-El primer proceso en el que interviene la energía es en la fotosíntesis, de forma que la energía que proviene del sol se transforma en energía química que se utiliza para formar los enlaces de los hidratos de carbono y otras moléculas que se sintetizan.2.-El segundo tipo de transformación tiene lugar en el interior de las células donde la degradación de la glucosa, principalmente, hace que se libere la energía que contenían sus enlaces. Esta energía se almacena en forma de enlace fosfato.3.-Por último la energía de los enlaces de fosfato se puede transformar en trabajo celular que puede ser mecánico, químico o eléctrico.

Tipos de Nutrición

Dependiendo del tipo de nutriente y sobre todo de la fuente de energía que se utiliza, se puede distinguir dos tipos de nutrición, la nutrición autótrofa y la heterótrofa. 1.-Nutricion autótrofa.En la nutrición autótrofa se parte inicialmente de materia inorgánica (anhídrido carbónico, agua y sales minerales) para llegar a producir materia orgánica rica en energía utilizando una fuente de energía libre. Si esta energía procede de la luz del Sol, el proceso recibe el nombre de fotosíntesis y es propia de los organismos verdes como las plantas (que poseen clorofila), de cianobacterias, bacterias sulfurosas verdes y bacterias púrpuras. Por el contrario, si el tipo de energía utilizado en la transformación de la materia mineral proviene de reacciones exotérmicas de oxidación de estos compuestos inorgánicos que se producen en el medio, el proceso se llama quimiosíntesis y es propio de ciertas bacterias como nitrobacterias, las sulfobacterias y la ferrobacterias.Por lo tanto, los organismos autótrofos son capaces de sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica.

2.-Nutricion heterótrofaEn el caso de la nutrición heterótrofa se parte de materiales orgánicos ricos en energía, como glúcidos, lípidos y proteínas, para transformarlos en materiales más sencillos y obtener de esta forma la energía que poseen. Esto se debe a que los organismos heterótrofos son incapaces de utilizar la energía libre para transformar la materia inorgánica. Los seres heterótrofos deben vivir a expensas de la materia orgánica sintetizada por los seres autótrofos, o alimentándose de otros seres heterótrofos. Este tipo de nutrición es propia de muchas bacterias, de los hongos y de todos los animales.Los principales tipos de nutrición heterótrofa son los siguientes:1.-Simbiosis: Es la asociación entre dos individuos de forma que los dos obtienen beneficio de tipo nutritivo de esta unión, no pudiendo vivir, en condiciones óptimas, de forma independiente.2.-Saprofitismo: Es la obtención de alimento a base de descomponer la materia orgánica, mediante procesos de fermentación o putrefacción, obteniendo los nutrientes directamente a través de la membrana.3.-Parasitismo: Es la interacción entre dos especies de forma que una de ellas, el parasito, vive a expensas de otra, el huésped, alimentándose del mismo huésped o de sustancias que este ya ha digerido. Rara vez el parasito mata al huésped.4.-Biofagia: Tipo de alimentación en el que los seres heterótrofos se alimenta de otros seres vivos a los que captura. La biofagia se da en animales y, en algunos casos, en vegetales como las plantas carnívoras.5.- Necrofagia: Es la nutrición a partir de organismos muertos o de algunos de sus residuos como los excrementos y en este caso recibe el nombre de coprofagia.

Digestión y Transporte de Nutrientes

Para que el metabolismo tenga lugar en las células, las sustancias nutritivas deben llegar hasta ellas una vez hayan sido digeridas. VegetalesLas plantas inferioresLos vegetales de tipo unicelular o las plantas que tienen una organización tipo palo no necesitan desarrollar órganos especializados en la absorción y el transporte de los alimentos ya que sus células están en contacto directo con el agua y absorben directamente el oxígeno y los nutrientes líquidos y solidos que necesitan. El proceso de incorporación de estos nutrientes es por medio de una simple difusión a través de la superficie de su cuerpo. En el caso de los hongos, que son organismos saprófagos, liberan enzimas en la materia orgánica sobre la que viven y absorben los nutrientes sencillos que obtienen.Las plantas superioresCon una organización tipo cormo, han desarrollado estructuras más especializadas para la obtención de los materiales que necesitan para realizar la fotosíntesis. El oxígeno puede ser absorbido a través de las estomas de las hojas, por los pelos absorbentes de la raíz y por las lenticelas. El anhídrido carbónico entra en las células a través de las estomas donde participara en el proceso de la fotosíntesis. El agua y las sales minerales que se encuentran disueltas penetran en la planta por medio de la absorción que se da a nivel de los pelos absorbentes de las raíces y son transportadas a las células de toda la planta por los vasos leñosos.Mecanismos de absorción y transporte de nutrientes. En las plantas superiores, existen dos tejidos conductores: el xilema y el floema. Estos tejidos se localizan desde la raíz pasando por todo lo largo del tallo hasta llegar a las nervaduras de las hojas.El xilema constituye el conjunto de vasos conductores de la sabia bruta, es decir del agua y las sales minerales que han sido incorporadas a la planta por medio de la raíz. Esta savia bruta es transportada hasta las partes aéreas gracias a dos fuerzas, la presión generada por la raíz y la fuerza que genera la evaporación que se da en las hojas. Este flujo de savia bruta, como puede verse, tiene sentido ascendente. El floema es el conjunto de vasos que conduce los azucares elaborados, o sea la savia elaborada, desde las partes donde se han sintetizado al resto del planta mediante un flujo dinámico dependiente del gradiente osmótico. Estos azúcares que han sido sintetizados en las hojas pueden almacenarse en algunos lugares concretos de la planta. El transporte de la savia elaborada tiene, pues, un sentido descendente.

Animales

Los animales se alimentan de nutrientes más complejos que deben ser digeridos para que puedan ser incorporados a las células a través de sus membranas. El proceso de digestión se lleva a cabo por unas moléculas específicas que reciben el nombre de enzimas digestivos que separan los materiales orgánicos en sus moléculas más sencillas como monosacáridos glicerina, ácidos grasos y aminoácidos un proceso químico llamado hidrólisis.El oxígeno es la única sustancia gaseosa que los animales son capaces de absorber; este oxígeno es vital para llevar a cabo el proceso de asimilación de los nutrientes y de esta forma obtener la energía que necesita el organismo.

Fisiología de la nutrición

Como ocurría en el caso de la respiración, en los animales podemos distinguir entre una digestión intracelular y una extracelular.La digestión intracelular es propia de protozoos y de algún tipo de célula de los seres pluricelulares como es el caso de los fagocitos. Se distinguen dos tipos de digestión: la fagocitosis y pinocitosis.En el caso de la fagocitosis, la célula rodea con sus pseudopodos el alimento capturado o bien lo introduce, muchas veces con ayuda de cilios, en una cavidad vacuolar. Una vez introducido en una vacuola digestiva, los enzimas que esta contiene se encargan de digerir el alimento y el producto de esta digestión pasa, luego, al citoplasma celular.En el caso de la pinocitosis, el alimento digerido esta en forma de liquido y es incorporado a la célula mediante invaginaciones de la membrana celular que formaran vacuolas digestivas.La digestión extracelular comporta la aparición de un aparato digestivo más o menos complejo donde se vierten los enzimas para poder hidrolizar los alimentos. Las sustancias sencillas que resultan de esta digestión serán transportadas a todas las células mediante el sistema circulatorio.

Mecanismo de absorción y transporte de nutrientes

El transporte interno en los animales es llevado a cabo por el aparato circulatorio ya que se encarga de recoger del aparato digestivo los nutrientes absorbidos y el oxigeno incorporado a través del aparato respiratorio y distribuirlos por todas las células del organismo. A la vez recoge las sustancias de desecho para que sean excretadas por los órganos correspondientes. También interviene en el transporte de hormonas que sintetizan las glándulas endocrinas, ayuda a mantener el equilibrio hídrico y osmótico del individuo y transporta las células que participan en la defensa del organismo frente a los microorganismos que puedan penetrar.En el sistema circulatorio participa un sistema de vasos sanguíneos por los que circula la sangre y un sistema de bombeo que suele ser un corazón. Podemos distinguir dos grandes grupos de sistemas circulatorios: los abiertos y los cerrados. En los sistemas abiertos, los vasos sanguíneos no forman un circuito cerrado, sino que desembocan en espacios llamados senos, donde las células del cuerpo quedan bañadas en sangre. A todo este conjunto se le llama hemoceloma y es característico de muchos animales inferiores, como los músculos y los artrópodos.El sistema circulatorio cerrado tiene una red de vasos que forman un circuito cerrado por el que discurre la sangre impulsada por una bomba muscular que es el corazón. Este sistema es propio de los animales vertebrados aunque se puede encontrar, de forma muy rudimentaria, en algunos invertebrados.

La excreción

Tan importante como la incorporación de nutrientes al organismo es la eliminación de los productos de desecho que se producen en el catabolismo y que el organismo ya no necesita. La acumulación de estas sustancias de desecho puede resultar toxica para el organismo que ha desarrollado un sistema de eliminación de estos productos, este sistema recibe el nombre de excreción.

Excreción en los vegetales Las plantas necesitan excretar dos tipos de gases, el anhídrido carbónico formado como resultado de la respiración celular y el oxígeno que se forma como consecuencia de la fotosíntesis. Estos gases difunden por los espacios intercelulares y salen al exterior por unas estructuras llamadas estomas y lenticelas.Las plantas resuelven la excreción de productos líquidos y solidos combinando dos o más productos que pueden resultar tóxicos para dar uno nuevo totalmente inerte y que se almacena dentro de una vacuola especializada.El agua es eliminada a través de los estomas es un proceso llamado transpiración o bien por la formación de gotas en la superficie; este proceso recibe el nombre de gustación y se debe a la presión a la que está sometida la savia bruta.En cuanto a los residuos nitrogenados, estos suponen una cantidad muy pequeña comparada con los animales.

Autor:

José Raymundo Carrillo Cruz.