1 Ambiente Externo CO2 Alimento O2 Boca Cuerpo Animal SistemaRespiratorio Sangre 50 µm 0.5 cm Una vista microscópica del pulmón revela que es mucho más una esponja que un globo. Esta construcción proporciona una superficie húmeda expansiva para el intercambio gaseoso con el medio ambiente (SEM). Celula Corazon Sistema Circulatorio 10 µm Nutrientes Sistema Digestivo Liquid interticial En el revestimiento del intestino delgado, un órgano digestivo, se observan proyecciones con forma de dedos que amplían la superficie para la absorción de nutrientes (sección transversal, SEM). Sistema Excretor Ano Dentro del riñón, una masa de túbulos microscópicos intercambian productos químicos con la sangre que fluye a través de una red de pequeños vasos llamados capilares (SEM). Material No absorbido (heces) Productos de desechos metabolicos (orina)

2 La necesidad de alimentarNutrición Animal La necesidad de alimentar Animales son heterótrofos, dependientes de un regular suministro de alimento. En general, están dentro de tres categorías: Herbívoros: comen principalmente autótrofos (plantas y algas). Carnívoros: comen otros animales. Omnívoros regularmente consumen animales también comen plantas o algas.

3 Una dieta adecuada debe satisfacer tres necesidades:Combustible para todo trabajo celular. Materias primas orgánicas para biosíntesis. Alimentos esenciales, sustancias que el animal no puede hacer (sintetizar) por sí mismo. Mecanismos de alimentación principales: comedores por suspensión, comedores de sustrato, comedores de fluidos, comedores de masa.

4 Los mecanismos homeostáticos manejan el presupuesto de energía de un animal.Casi toda la generación del ATP de un animal se basa en la oxidación de moléculas ricas en energía: carbohidratos, proteínas, y grasas.

5 Regulación de la glucosa como ejemplo del Homeostasis.Los animales almacenan el exceso de calorías como glucógeno en el hígado y los músculos, y como grasa. La glucosa es un combustible importante para las células. Las hormonas regulan metabolismo de la glucosa. Cuando se necesitan calorías, el combustible se toma de lo almacenado y se oxida.

6 ESTÍMULO: El nivel de la glucosa de sangre se levanta después de comer. Homeostasis: 90 mg glucosa/ 100 ml sangre ESTIMULO: nivel glucosa en Sangre cae por debajo del punto de ajuste.

7 Trozos de alimento digestión química (hidrolisis enzimática) Moleculas nutrientes entran a las células del cuerpo pequeñas Material Sin digerir ELIMINACION ABSORPCION DIGESTION INGESTION Rompimiento mecanico

8 La ingestión: es el acto de comer. Las cuatro etapas principales del procesamiento del alimento son: ingestión, digestión, absorción, y eliminación. La ingestión: es el acto de comer. La digestión: es el proceso de degradación o descomposición del alimento a moléculas bastante pequeñas para absorber. La absorción: es la toma de moléculas pequeñas de nutrientes por las células que cubren el tracto digestivo. La eliminación: es el paso del material no digerido fuera del tracto digestivo.

9 Compartimentos DigestivosLa mayoría de los animales procesan el alimento en compartimentos especializados que favorecen la acción de enzimas. Estos compartimentos reducen el riesgo que las enzimas no ataquen a las macromoléculas propias del organismo.

10 El intestino delgado y el grueso tienen funciones diferentes.

11 Digestion IntracelularEn la digestión intracelular, las partículas del alimento son incorporadas por endocitosis y digeridas dentro de las vacuolas alimenticias. Digestion Extracelular La digestión extracelular es la ruptura de las partículas del alimento fuera de las células. Ocurre en los compartimientos que son continuos con el exterior del cuerpo del animal.

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13 La comida es ingerida, pasa a faringe (deglucion) esofago, y es transportada hasta el estómago.

14 Gastrovascular cavity Mouth Food Tentacles Epidermis Gastrodermis Mesoglea Gland cells Flagella Nutritive muscular cells Food vacuoles Los animales con planes simples del cuerpo tienen una cavidad gastrovascular que funciona en la digestión y la distribución de alimentos

15 Animales más complejos tienen un tubo digestivo con dos aberturas, una boca y un anoEste tubo digestivo se llama tracto digestivo completo o canal alimenticio Puede haber regiones especializadas que realicen la digestión y la absorción de nutrientes de manera gradual El alimento ingerido a través de boca , pasa generalmente a una faringe, o garganta y después a un canal llamado esófago. El esófago puede conducir el alimento a un buche, una molleja o un estomago

16 Buche, Estomago y Molleja-Un buche es un órgano en forma de bolsa , en donde se suaviza y almacena temporalmente el alimento. -Los estómagos y las mollejas también son órganos en forma de bolsa y almacenan temporalmente el alimento, pero son mas musculosos que los buches, baten y trituran activamente el alimento.

17 El esófago: después que el alimento ha entrado en el esófago, ondas rítmicas de contracción muscular, llamadas movimiento peristaltico (peristaltismo),mueve el alimento al estómago. La digestión química y la absorción de nutrientes ocurre principalmente en el intestino. El intestino se ubica entre el estomago o molleja y el ano. El ano es la abertura por la cual son excretados (eliminados) los materiales sin digerir.

18 Buche molleja Esofago Intestino Faringe Ano Boca TyphlosoleComedor de sustrato omnivoro Luz del intestino Lombriz de tierra

19 Foregut Midgut Hindgut Recto Anus Esofago Boca Buche Bolsa GastricaSaltamontes, herbivoro Molleja Intestino Estomago Los nutrientes son absorbidos en el estomago El intestino absorbe agua y compacta sólidos.

20 Ano Esofago Boca Buche EstomagoAve Estomago Molleja Intestino -Buche: almacena y suaviza el alimento -Digestión mecánica y química comienza en el estomago y continua en la molleja terminando en el intestino. -Nutrientes y agua son absorbidos en pared intestinal.

21 Cada órgano del sistema digestivo de Mamíferos ha especializado funciones en la transformación alimenticia. El sistema digestivo en mamífero consiste en un canal alimenticio y las glándulas accesorias que secretan los jugos gástricos, que entran al canal alimenticio a través de ductos. Las glándulas accesorias de los mamíferos son las glándulas salivales, el páncreas, el hígado, y la vesícula biliar. El alimento es empujado hacia adelante por movimientos peristalticos, o sea contracciones rítmicas de músculos lisos en la pared del tracto digestivo.

22 Cardiac orifice Lengua Cavidad oral Parotid gland Glandulas salivales Sublingual gland Faringe Esofago Submandibular gland Esfinter pilorico Higado Estomago Porcion Ascendente del intestino Vesicula biliar Pancreas Ileum Intestino delgado Duodenum of small intestine Intestino delgado Intestino grueso Recto Ano Apendice Cecum

23 Glandulas salivales Boca Esofago Vesicula biliar Estomago Intestino delgado higado Pancreas Intestino grueso Recto Ano un diagrama esquematico del sistema digestivo humano

24 Cavidad oral, Faringe, y EsofagoEn la cavidad bucal, el alimento se lubrica y comienza la digestión. Los dientes mastican(cortan, muelen y trituran) el alimento en partículas más pequeñas que se exponen a la amilasa salival, iniciando la ruptura de los polímeros de la glucosa.

25 Bolus of food Tongue Epiglottis up Epiglottis up Pharynx Glottis down and open Glottis Esophageal sphincter contracted Epiglottis down Esophageal sphincter relaxed Esophageal sphincter contracted Larynx Trachea Glottis up and closed Esophagus Relaxed muscles To lungs To stomach La región que llamamos garganta es la faringe, una cavidad que se abre en el esófago y la tráquea El alimento pasa de la faringe al esófago, tubo muscular que lleva el bolo alimenticio al estómago por movimientos peristálticos Contracted muscles Relaxed muscles Stomach

26 El Estomago El estómago almacena el alimento y secreta el jugo gástrico, que lo degrada El jugo gástrico se compone de moco, ácido clorhidrico (HCl) y de la enzima pepsina. La pepsina se secreta como pepsinógeno inactivo; se activa la pepsina cuando está mezclada con el ácido clorhidrico. El estomago mezcla la comida con los jugos gastricos , formando el quimo acido

27 Células de las glándulas gástricas (Estomago)Las células de la mucosa secretan moco, el cual lubrica y protege las células que cubren el estómago. Las células parietales secretan acido clohidrico (HCl). Las células principales secretan pepsinogeno, una forma inactiva de la enzima digestiva pepsina.

28 Superficie interna del estomagoEsophagus Cardiac orifice Stomach Pyloric sphincter 5 µm Intestino delgado Folds of epithelial tissue Superficie interna del estomago Epitelio Pepsinogen and HCl are secreted into the lumen of the stomach. Pepsinogeno Pepsina (Enzima activa) Glandula gastrica HCl HCl converts pepsinogen to pepsin. Pepsin then activates more pepsinogen, starting a chain reaction. Pepsin begins the chemical digestion of proteins. Celulas de la mucosa Celulas principales Celulas parietales Celulas principales Celulas parietales

29 Las úlceras gástricas (lesiones en la pared estomacal), son causadas principalmente por la bacteria Heliobacter pylori Bacteria Capa de moco del estomago 1 µm

30 El intestino delgado El intestino delgado es la sección más larga del canal alimenticio. Es el principal órgano de la digestión quimica y de la absorción de los nutrientes.

31 Accion enzimatica en el Intestino Delgadola primera porción del intestino delgado es el duodeno, donde el quimo ácido proveniente del estómago se mezcla con los jugos digestivos del páncreas (enzimas digestivas), de la vesícula biliar (bilis, del hígado) y de las enzimas de la pared intestinal. Es el órgano principal de la digestión y de la absorción El pancreas produce enzimas digestivas y solucion rica en bicarbonato (para neutralizar el quimo acido). El higado produce bilis (actua sobre grasas)

32 Bilis Higado Vesicula biliar Estomago Quimo ácido Jugo intestinal Jugo pancreatico Pancreas Duodeno de intestino delgado El páncreas produce las proteasas, enzimas que digieren proteína que se activan después de entrar en el duodeno

33 Pancreas nteropeptidasa Unida a membrana Tripsinógeno inactivo Tripsina Otras proteasas inactivas Proteasas activas Lumen del duodeno

34 El hígado produce la bilis, que ayuda en la digestión y la absorción de grasas.La capa epitelial del duodeno, llamada borde en cepillo, produce varias enzimas digestivas. La digestión enzimática es completada mientras que la peristalsis mueve el quimo acido y los jugos digestivos a lo largo del pequeño intestino.

35 Pancreatic carboxypeptidaseOral cavity, pharynx, esophagus Stomach Lumen of small intes- tine Smaller polysac- charides, maltose Polysaccharides Disaccharides Carbohydrate digestion Salivary amylase Pancreatic amylases Maltose and other disaccharides Epithelium of small intestine (brush border) Disaccharidases Monosaccharides Protein digestion Nucleic acid digestion Proteins Fat digestion Fat globules DNA, RNA Fat droplets Nucleotides Bile salts Pancreatic lipase Pancreatic nucleases Nucleotidases Glycerol, fatty acids, glycerides Nitrogenous bases, sugars, phosphates Nucleosides Nucleosidases and phosphatases Dipeptidases, carboxy- peptidase, and aminopeptidase Amino acids Small peptides Pancreatic carboxypeptidase Pancreatic trypsin and chymotrypsin Smaller polypeptides Polypeptides Small polypeptides Pepsin

36 Pancreas Estomago Entero- gastrone Vesícula biliar higado Duodenum Secretina CCK Estimulación Inhibición Gastrina clave Las hormonas ayudan a coordinar la secreción de jugos digestivos en el tubo digestivo

37 Absorcion de NutrientesEl intestino delgado tiene una superficie enorme, debido a las vellosidades y las microvellosidades que se exponen al lumen intestinal La enorme superficie de las microvellosidades aumentan grandemente el índice de absorción de nutrientes Cada vellosidad contiene una red de los vasos sanguíneos y un pequeño vaso linfático.

38 Key Nutrient absorption Vein carrying blood to hepatic portal vessel Microvilli (brush border) Blood capillaries Epithelial cells Muscle layers Epithelial cells Large circular folds Lacteal Villi Lymph vessel Villi Intestinal wall

39 Fat droplets coated with bile salts Fat globule Bile salts Micelles made up of fatty acids, monoglycerides, and bile salts Epithelium of small intestine of lacteal Lacteal Los aminoácidos y los azúcares pasan a través del epitelio del intestino y entran en la circulación sanguínea. Después que el glicerol y ácidos grasos son absorbidos por las células epiteliales, ellos se recombinan dando las grasas dentro de estas células. Estas grasas se mezclan con colesterol y se unen con la proteína, formando las moléculas llamadas los quilomicrones, que se transportan en sangre.

40 El intestino grueso El intestino grueso,o colon, esta conectado al intestino delgado Su principal funcion es absorber agua del canal alimenticio. A medida que van perdiendo agua los restos de alimento se vuelven mas solidos a medida que son llevados por el colon con movimientos peristalticos Los productos de desecho de la digestion , las heces , pasan a traves del recto salen via ano

41 El colon es habitado por la bacteria Escherichia coli, produce vitaminas(biotina, acido folico, vitaminas del complejo B y vitamina K)

42 Adaptaciones del estomago e IntestinoLos mamiferos herbivoros generalmente tienen canal alimenticio mas largo que los carnivoros, reflejando el mayor tiempo necesario para la digestion de los vegetales. Small intestine Stomach ciego Colon (large intestine) Carnivoro Herbivoro Small intestine Mamiferos herbivoros (caballos,elefantes) mantienen microbios que digieren celulosa en el colon o en un ciego grande

43 Adaptaciones SimbioticasMuchos herbívoros tienen cámaras de fermentación, donde microorganismos simbiontes digieren celulosa La mas elaborada adaptación para la dieta de un herbívoro se da en los mamíferos rumiantes. El estomago tiene 4 cámaras 1.Rumen (procariotes y protistas) 2.Retículo (procariotes y protistas) regurgita 3.Omaso o libro (absorbe agua) 4.Abomaso o cuajar(enzimas propias completan digestión) Intestine Rumen Reticulum Omasum Esophagus Abomasum

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45 Amino Acidos EsencialesLos animales requieren 20 aminoácidos y pueden sintetizar la mitad de las moléculas en su dieta Los aminoácidos restantes, los aminoácidos esenciales, se deben obtener del alimento en la dieta Malnutrición es mucho más común que la desnutrición en poblaciones humanas Una dieta que provee insuficiente aminoacidos esenciales causa deficiencia proteica, llamada malnutricion

46 La mayoría de las proteínas de plantas son incompletas en reunir aminoácidos.Los individuos que comen solamente las proteínas de plantas necesitan comer una variedad para conseguir todos los aminoácidos esenciales . Los herbívoros pueden sufrir deficiencias minerales si pastan en donde plantas crecen en suelos que carecen de los minerales dominantes

47 Para adultos, aminoacidos esencialesMetionina Habas y otras legumbres Valina Treonina Fenilalanina Leucina Maíz y otros granos Isoleucina Triptofano Lisina

48 Algunos animales tienen adaptaciones que les ayudan con los períodos en que sus cuerpos exigen cantidades extraordinarias de proteína

49 Acidos Grasos EsencialesLos animales pueden sintetizar la mayor parte de los ácidos grasos que necesitan. Los ácidos grasos esenciales son ciertos ácidos grasos insaturados Ej: acido linoleico. Las deficiencias de ácidos grasos saturados son rara. Vitaminas Vitaminas son moleculas organicas requeridas en la dieta en pequeñas cantidades. 13 vitaminas esenciales a humanos han sido identificadas. Vitaminas estan agrupadas en dos categorias: grasa-soluble y agua-soluble

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52 Minerales Los minerales son alimentos inorgánicos simples, requeridos generalmente en pequeñas cantidades.

53 HOMEOSTASIA Termorregulación: el mantenimiento de la temperatura interna dentro de un rango que permita a las células funcionar de manera eficiente. Osmorregulación: regula la concentración de solutos disueltos y el control de la ganancia y la pérdida de agua. Se basa principalmente en el movimiento controlado de solutos entre los fluidos internos y el ambiente externo. Excreción: eliminación de desechos metabólicos que contienen nitrógeno.

54 Excreción Bases nitrogenadas Acidos nucleicos Amino acidos Proteinas —NH2 Grupos amino La mayoría de los animales acuáticos ,incluyendo muchos peces Mamíferos, anfibios, tiburones y algunos peces óseos. Aves, insectos, muchos reptiles, caracoles terrestres Amoniaco Urea Ácido úrico Los residuos de nitrógeno de un animal refleja su filogenia y hábitat. El tipo y cantidad de los productos de desecho del animal en gran medida puede afectar el equilibrio del agua. Entre los residuos más importantes son los productos nitrogenados : de la degradación de las proteínas y ácidos nucleicos

55 Amoníaco Los animales que excretan residuos nitrogenados como el amoniaco necesitan mucha agua Liberan amoniaco a través de la superficie del cuerpo entero o por medio de branquias. Urea El hígado de los mamíferos y los anfibios adultos convierten amonio a urea (menos tóxico, muy soluble en agua). El sistema circulatorio lleva la urea a los riñones, donde se excreta. Acido úrico Los insectos, caracoles de tierra, y muchos reptiles, incluidas las aves, excretan principalmente el ácido úrico El ácido úrico es en gran parte insolubles en agua y puede ser secretado como una pasta con la pérdida de poca agua