Figura. Digestión en las bacterias

 

La imagen muestra un conjunto de bacterias observadas a gran aumento, donde se aprecian células de forma aproximadamente esférica agrupadas en colonias densas. Estas bacterias presentan morfologías relativamente simples, dominadas por contornos redondeados y superficies aparentemente homogéneas. Sin embargo, alrededor de las células se distinguen acumulaciones irregulares de material, representadas en un color distinto, que simbolizan sustancias liberadas al entorno. Esta representación visual es adecuada para ilustrar un principio clave de la biología bacteriana: la digestión en bacterias ocurre, en la mayoría de los casos, fuera de la célula, mediante la secreción de enzimas al ambiente externo.

A diferencia de los organismos multicelulares, las bacterias no poseen compartimentos internos especializados para la digestión. Por esta razón, regularmente segregan enzimas digestivas al medio que las rodea, donde estas moléculas rompen macromoléculas complejas en componentes más simples. Proteínas, polisacáridos y lípidos presentes en el entorno son degradados en aminoácidos, azúcares y ácidos grasos, que luego pueden ser absorbidos a través de la membrana celular. En la imagen, el material externo asociado a las bacterias puede interpretarse como el resultado de esta actividad enzimática, donde el ambiente inmediato se convierte en una extensión funcional del metabolismo bacteriano.

Aunque desde un punto de vista morfológico las bacterias puedan parecer “aburridas” o poco variadas en forma, su diversidad bioquímica es extraordinaria. Las bacterias constituyen el grupo de organismos con la mayor diversidad de enzimas digestivas conocidas. Cada especie, e incluso cada cepa, puede producir conjuntos distintos de enzimas capaces de degradar compuestos muy específicos, desde materia orgánica compleja hasta sustancias tóxicas o minerales. Esta versatilidad explica por qué las bacterias pueden habitar prácticamente cualquier ambiente del planeta. La imagen, por tanto, no solo muestra células simples, sino que representa indirectamente una de las estrategias más exitosas de la vida: externalizar la digestión, diversificar las enzimas y convertir el entorno en una fuente casi ilimitada de nutrientes.

Proceso digestivo celular

[Enlace al índice]

Desde el punto de vista de una célula, la digestión no comienza en la boca ni termina en el intestino, sino que es parte de un problema fundamental: cómo obtener materia y energía del entorno sin perder el control del propio ambiente interno. La célula vive rodeada por una membrana que la separa del exterior, y todo lo que necesita —nutrientes, iones, moléculas orgánicas— debe atravesar esa frontera de manera regulada. Por ello, la digestión y la absorción no son procesos externos a la célula, sino extensiones de su fisiología básica. Incluso en organismos complejos, el objetivo final de la digestión es siempre el mismo: transformar sustancias grandes y complejas en moléculas pequeñas que puedan cruzar membranas e integrarse al metabolismo celular.

Transporte de sustancias a través de la membrana

Al igual que ocurre con el intercambio de gases o la excreción, la digestión requiere con frecuencia el paso de sustancias a través de membranas biológicas. Este tránsito puede realizarse mediante transporte pasivo o mediante transporte mediado por proteínas.

Enlace a la [Figura: Transporte pasivo]

El transporte pasivo ocurre cuando una sustancia soluble atraviesa una membrana semipermeable sin gasto de energía. En este caso, las moléculas se mueven espontáneamente desde la región donde su concentración es mayor hacia aquella donde es menor, siguiendo el gradiente de concentración. La velocidad de este flujo aumenta cuanto mayor es la diferencia de concentraciones y se reduce hasta hacerse prácticamente nula cuando ambas concentraciones se igualan.

Sin embargo, la mayoría de los nutrientes no pueden atravesar la membrana de esta forma. Muchas moléculas son demasiado grandes, polares o químicamente complejas, por lo que requieren proteínas de transporte. Estas proteínas pueden facilitar el paso a favor del gradiente de concentración (transporte pasivo facilitado) o mover sustancias en contra del gradiente, lo que constituye transporte activo y requiere gasto de energía celular, generalmente en forma de ATP. Por esta razón, la digestión y la absorción son procesos energéticamente costosos, y algunos alimentos exigen mayor inversión energética que otros para ser procesados.

Enlace a la [Figura: Transporte activo]

Transporte vesicular y digestión intracelular

La digestión puede ser extracelular o intracelular. En la digestión extracelular, las enzimas se liberan al lumen de un órgano o al medio externo, degradando las sustancias hasta obtener nutrientes moleculares que luego son absorbidos por mecanismos de transporte a través de la membrana.

No todos los seres vivos emplean este tipo de digestión. Muchos organismos, especialmente unicelulares, deben incorporar macronutrientes completos y degradarlos dentro de la célula. Para ello utilizan mecanismos de transporte vesicular, mediante los cuales el material es rodeado por la membrana celular y encerrado en una vesícula interna.

Enlace a la [Figura: fagocitosis y endocitosis]

La endocitosis es el proceso general mediante el cual una célula incorpora material del exterior formando un endosoma. Puede ser inespecífica, cuando engloba fluidos y sustancias disueltas, o específica, cuando depende del reconocimiento entre proteínas receptoras de la membrana celular y moléculas particulares del entorno. En todos los casos, el resultado es una vesícula interna cuyo destino depende del contexto funcional de la célula.

La fagocitosis es una forma especializada de endocitosis destinada a partículas grandes o incluso a otras células. En este proceso, el endosoma —denominado fagosoma— se fusiona con lisosomas que contienen enzimas digestivas y sustancias oxidantes. Allí ocurre la degradación de la presa, tras lo cual los productos útiles se absorben y los desechos se eliminan. En organismos unicelulares este mecanismo cumple una función nutritiva; en organismos multicelulares, especialmente en animales, cumple principalmente funciones inmunológicas.

Absorción y capilares

A diferencia del sistema respiratorio, donde predominan mecanismos pasivos, la absorción de nutrientes emplea prácticamente todos los tipos de transporte a través de membrana. Muchas sustancias biológicamente relevantes no pueden atravesar la membrana sin ayuda, por lo que requieren transporte facilitado o activo.

En el sistema digestivo humano, la absorción es particularmente exigente desde el punto de vista energético. Durante este proceso, grandes volúmenes de sangre se dirigen al intestino delgado para suministrar la energía necesaria que activa las proteínas transportadoras. Esto explica por qué, tras una comida abundante, el organismo puede experimentar un estado de somnolencia: una gran parte de la energía disponible se destina a la absorción.

Un factor clave en la eficiencia de la absorción es la relación entre área y volumen. Para maximizar el intercambio, los sistemas digestivos presentan superficies altamente plegadas, con epitelios extremadamente delgados que facilitan el paso rápido de nutrientes hacia los capilares del sistema circulatorio. Estos capilares constituyen la frontera entre el ambiente externo del tubo digestivo y el ambiente interno del organismo.

Enlace a la [Figura: Pliegues y capilares]

Relación área–volumen

Desde un punto de vista matemático, el área crece de manera cuadrática, mientras que el volumen lo hace de forma cúbica. Esto implica que, a medida que un organismo aumenta de tamaño, su superficie de intercambio se vuelve proporcionalmente menos eficiente.

Los organismos grandes resuelven este problema mediante dos estrategias generales: modificando su forma para aumentar la superficie de contacto o desarrollando sistemas de órganos especializados en el intercambio de sustancias, como el sistema digestivo, respiratorio y circulatorio.

Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que mantienen a los sistemas vivos en funcionamiento. Estas reacciones se organizan en rutas metabólicas, cadenas de transformaciones catalizadas por enzimas que permiten un flujo ordenado de materia y energía. Las enzimas de una misma ruta suelen estar físicamente asociadas, lo que aumenta la eficiencia del proceso y reduce la pérdida de intermediarios metabólicos.

Los productos finales de estas rutas cumplen funciones esenciales, como servir de fuente de energía, constituir estructuras celulares o actuar como moléculas reguladoras. Entre ellos se encuentran aminoácidos, azúcares y moléculas portadoras de energía como el ATP.

La digestión como proceso catabólico

Las rutas metabólicas se dividen en catabólicas y anabólicas. La digestión forma parte del catabolismo, ya que implica la degradación de moléculas complejas en compuestos más simples, liberando energía. Estas rutas son generalmente oxidativas y exergónicas.

Enlace a la [Figura: Célula animal y vegetal ideales]

El anabolismo, en cambio, utiliza esa energía para sintetizar moléculas complejas a partir de compuestos simples o inorgánicos. Ambas rutas están conectadas por moléculas energéticas centrales, como el ATP y el NADP, que actúan como intermediarios entre destrucción y síntesis.

La digestión enzimática como proceso oxidativo

En términos químicos, la digestión puede entenderse como un conjunto de reacciones oxidativas. En química orgánica, oxidar una molécula implica simplificarla, reducir su complejidad estructural o facilitar la pérdida de electrones. Desde esta perspectiva, la oxidación es funcionalmente equivalente al catabolismo, mientras que la reducción se asocia al anabolismo.

Durante la digestión, las macromoléculas alimenticias son degradadas progresivamente. En las primeras etapas pueden intervenir sustancias poco específicas, pero a medida que las moléculas se hacen más pequeñas, entran en acción enzimas digestivas altamente específicas, que cortan enlaces concretos. Gracias a este control químico preciso, las moléculas complejas se transforman en nutrientes absorbibles, cerrando el ciclo que conecta digestión, absorción y metabolismo celular.

Referencias

Banet Hernández, E., & Núñez, F. (1997). La digestión de los alimentos: dificultades de aprendizaje y propuestas didácticas. Enseñanza de las Ciencias, 15(1), 37–52.

Bender, D. A. (2014). Introduction to nutrition and metabolism (5th ed.). CRC Press.

Ganong, W. F. (2019). Review of medical physiology (26th ed.). McGraw-Hill Education.

Goodenough, U., McGuire, M. T., & Wallace, R. A. (2014). Perspectives on animal behavior (4th ed.). Sinauer Associates.

Guyton, A. C., & Hall, J. E. (2021). Guyton and Hall textbook of medical physiology (14th ed.). Elsevier.

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Rhoades, R. A., & Bell, D. R. (2013). Medical physiology: Principles for clinical medicine (4th ed.). Lippincott Williams & Wilkins.

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Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Fundamentals of biochemistry: Life at the molecular level (5th ed.). Wiley.

Figura. Célula animal y vegetal ideales

 

La imagen presenta una comparación esquemática entre una célula animal y una célula vegetal, ambas representadas de manera idealizada y estándar, con fines didácticos. Las dos células aparecen en vista ampliada y rotuladas, mostrando sus principales estructuras internas u orgánulos. Aunque en la realidad las células pueden variar mucho en forma y tamaño, este tipo de representación busca resaltar los elementos comunes y las diferencias fundamentales entre ambos tipos celulares. En ambos casos se observa que la célula es una unidad organizada, delimitada por una membrana y con un interior altamente estructurado.

En la célula animal, de contorno generalmente redondeado, se distinguen orgánulos como el núcleo, que contiene el material genético; el retículo endoplásmico y los ribosomas, encargados de la síntesis de proteínas; el aparato de Golgi, que modifica y distribuye moléculas; y las mitocondrias, responsables de la producción de energía. También se señalan estructuras características de las células animales, como los lisosomas, implicados en la digestión intracelular, y el centrosoma, relacionado con la división celular. La ausencia de una pared rígida le da a la célula animal mayor flexibilidad en su forma.

La célula vegetal, en contraste, muestra una forma más regular y angulosa debido a la presencia de la pared celular, que rodea la membrana plasmática y brinda soporte y protección. Además de compartir muchos orgánulos con la célula animal, la célula vegetal posee estructuras exclusivas, como los cloroplastos, donde ocurre la fotosíntesis, y una gran vacuola central, que cumple funciones de almacenamiento y regulación del equilibrio interno. Estas diferencias reflejan modos de vida distintos: mientras las células animales dependen de fuentes externas de alimento, las células vegetales son capaces de producir su propia materia orgánica. En conjunto, la imagen sintetiza cómo, a partir de una organización celular común, surgen adaptaciones estructurales que permiten funciones biológicas específicas en animales y plantas.

Figura. Pliegues y capilares

 

La imagen representa de manera esquemática cómo la estructura plegada del intestino de los vertebrados permite una absorción mucho más eficiente de los nutrientes. A simple vista se comparan dos situaciones: una superficie casi lisa y una superficie altamente plegada. En ambos casos se observa el movimiento de partículas pequeñas, que simbolizan nutrientes, pero la diferencia clave está en la cantidad de superficie disponible para el intercambio. En el modelo sin pliegues, las partículas atraviesan el epitelio de forma limitada y directa, lo que reduce el número de oportunidades de absorción y obliga a que el sistema digestivo sea más largo para compensar esa baja eficiencia.

En contraste, el segundo esquema muestra una pared intestinal con numerosos pliegues y repliegues, representados por trayectorias curvas y múltiples flechas en distintas direcciones. Estos pliegues no solo aumentan la superficie general, sino que además crean microambientes donde los nutrientes permanecen más tiempo en contacto con el epitelio absorbente. La frase “pliegues y pliegues más pequeños sobre los pliegues” se refleja aquí en la idea de una superficie jerárquicamente compleja, que multiplica las posibilidades de absorción sin necesidad de incrementar el volumen total del órgano. Gracias a esta organización, el intestino puede ser relativamente compacto y, aun así, extremadamente eficiente.

Este diseño estructural tiene una enorme ventaja biológica. Al incrementar la superficie de contacto entre los nutrientes y las células epiteliales, se facilita el paso de sustancias hacia los capilares del sistema circulatorio. Además, al disminuir la longitud necesaria del sistema digestivo, se reduce el costo energético de construir y mantener tejidos excesivamente largos. La imagen resume así un principio fundamental de la biología: los organismos no solo dependen de procesos químicos, sino también de soluciones geométricas y estructurales para optimizar funciones vitales. En el caso del intestino de los vertebrados, el plegamiento de la pared es una adaptación clave que permite una absorción eficaz, rápida y energéticamente favorable, asegurando que los nutrientes lleguen con mayor eficiencia al interior del organismo.

Figura. Fagocitosis y exocitosis

 

La imagen muestra de manera esquemática el proceso de digestión intracelular y reciclaje de materiales dentro de una célula eucariota, integrando varios mecanismos fundamentales como la fagocitosis, la acción de los lisosomas y la exocitosis. En la parte superior se observa cómo la membrana celular rodea una partícula sólida del exterior, formando una vesícula interna denominada fagosoma. Este paso inicial ilustra la capacidad de la célula para incorporar materiales relativamente grandes, incluso otras células o fragmentos celulares, mediante deformaciones controladas de su membrana plasmática.

Una vez formado el fagosoma, este se desplaza hacia el interior de la célula y se fusiona con vesículas ricas en enzimas digestivas llamadas lisosomas, originando el fagolisosoma. En su interior ocurre la degradación química del material capturado gracias a enzimas líticas y a un ambiente ácido. Los productos útiles de esta digestión, como aminoácidos, azúcares o ácidos grasos, atraviesan la membrana del fagolisosoma y se integran al metabolismo celular. En la imagen también se distinguen organelos como las mitocondrias, encargadas de producir energía, lo que resalta que la digestión intracelular es un proceso energéticamente activo y estrechamente ligado al funcionamiento general de la célula.

Los residuos que no pueden ser degradados ni reutilizados se concentran en estructuras llamadas cuerpos residuales, que pueden acumular pigmentos como la lipofuscina, visible en el esquema. Finalmente, estos desechos son expulsados al exterior mediante exocitosis, cerrando el ciclo de captura, digestión, absorción y eliminación. La presencia del complejo de Golgi y de vesículas de transporte subraya el papel del sistema de endomembranas en la producción, maduración y distribución de las enzimas digestivas. En conjunto, la imagen resume de forma integrada cómo una célula mantiene su equilibrio interno al transformar materia externa en recursos útiles, al tiempo que elimina los desechos, demostrando que la digestión no es exclusiva de los organismos complejos, sino un proceso esencial a nivel celular.

Figura. Transporte activo

  

La imagen representa de forma esquemática el transporte activo a través de la membrana celular, un proceso esencial para el funcionamiento de las células vivas. Se observa una bicapa lipídica atravesada por una proteína transportadora, cuya forma cambia durante el proceso. A diferencia del transporte pasivo, en este mecanismo las partículas no se mueven espontáneamente siguiendo su gradiente de concentración, sino que son desplazadas de manera dirigida. La presencia del símbolo ATP indica que este tipo de transporte requiere un gasto directo de energía, lo que permite a la célula controlar activamente qué sustancias entran o salen de su interior.

En la primera escena del esquema, la proteína transportadora aparece abierta hacia uno de los lados de la membrana, permitiendo la unión de una molécula específica. La energía liberada por la hidrólisis del ATP provoca un cambio conformacional en la proteína, es decir, una modificación en su forma tridimensional. Este cambio es fundamental, ya que impulsa a la molécula a atravesar la membrana incluso cuando la concentración es mayor en el lado de destino. De este modo, el transporte activo hace posible la acumulación de nutrientes, iones u otras sustancias esenciales dentro de la célula, algo que sería imposible mediante difusión simple.

En la segunda escena, la proteína adopta una nueva conformación y libera la molécula transportada al otro lado de la membrana, tras lo cual puede volver a su estado original para reiniciar el ciclo. Este proceso resalta una idea clave: el transporte activo cuesta energía en forma de ATP, pero a cambio ofrece a la célula la capacidad de mantener desequilibrios controlados en las concentraciones internas y externas. Gracias a este mecanismo, las células pueden sostener gradientes iónicos, absorber nutrientes escasos del entorno y regular su volumen y composición química. En conjunto, la imagen subraya que el gasto energético del transporte activo no es un desperdicio, sino una inversión indispensable para preservar el orden interno, la homeostasis y, en última instancia, la vida celular.

Figura. Transporte pasivo

 

La figura ilustra de manera comparativa dos estados fundamentales del transporte de sustancias a través de una membrana: el desequilibrio de concentración y el equilibrio. En ambos casos se representa un sistema dividido por una barrera que simula una membrana semipermeable, con partículas distribuidas a cada lado. En la situación de desequilibrio, se observa una clara diferencia en la concentración de partículas entre ambos compartimentos, lo que permite un flujo neto desde la región más concentrada hacia la menos concentrada. Este movimiento espontáneo refleja el principio básico del transporte pasivo, donde las moléculas tienden a desplazarse siguiendo su gradiente de concentración sin gasto de energía celular.

En el esquema de desequilibrio, las flechas grandes indican un flujo predominante de partículas, mostrando que mientras exista una diferencia de concentraciones, el sistema no se encuentra en reposo. Sin embargo, la figura también sugiere una limitación importante: no todas las moléculas pueden atravesar la membrana libremente. Solo los nutrientes más pequeños o aquellos que son solubles tanto en agua como en grasas pueden difundir de forma pasiva a través de la bicapa lipídica. Las demás sustancias, aunque exista un gradiente favorable, requieren mecanismos adicionales para cruzar la membrana de manera eficaz, lo que introduce la necesidad del transporte mediado por proteínas.

En contraste, el esquema de equilibrio muestra una distribución aparentemente uniforme de las partículas a ambos lados de la membrana. En este estado ya no existe un flujo neto, lo que genera una aparente parálisis del sistema. No obstante, a nivel molecular las partículas continúan moviéndose constantemente en ambas direcciones; lo que ocurre es que los flujos se compensan. Esta representación enfatiza que el equilibrio no implica ausencia de movimiento, sino igualdad de probabilidades. La figura refuerza así una idea clave: cuando el transporte pasivo deja de ser efectivo por ausencia de gradiente o por limitaciones estructurales de la membrana, el organismo debe recurrir al transporte mediado por proteínas, ya sea facilitado o activo, para garantizar la absorción eficiente de nutrientes esenciales y mantener el funcionamiento celular.

Conceptos clave del proceso de digestión

[Enlace al índice]

Digestión, absorción y nutrición: ¿son lo mismo?

Existe una confusión frecuente entre los términos nutrición y digestión, que a menudo se utilizan como si fueran sinónimos. Sin embargo, la nutrición es un proceso mucho más amplio. Comprende el suministro de todas las sustancias necesarias para que las células lleven a cabo sus funciones metabólicas, el desarrollo de dichos procesos metabólicos y la eliminación de los desechos producidos por las reacciones químicas involucradas. La digestión, por tanto, constituye solo una parte de este conjunto de procesos.

Enlace a la [Figura: Moléculas enzimáticas líticas]

En los animales, la mayoría de las sustancias necesarias para la nutrición se obtienen a través del sistema digestivo, pero no todas. El oxígeno, por ejemplo, se incorpora mediante el sistema de intercambio de gases, y dado que muchas células se encuentran alejadas de las zonas de absorción, el sistema circulatorio es indispensable para distribuir los nutrientes por todo el organismo. En las plantas, en cambio, la nutrición ocurre en gran medida sin un sistema digestivo: el agua y los minerales se absorben del suelo, mientras que los gases se incorporan a través de los estomas.

De lo anterior se desprende que la digestión es un caso particular dentro del proceso general de la nutrición. Para los fines de este texto, definiremos la digestión como el proceso de degradación o descomposición de la materia que permite su absorción e integración al metabolismo celular. En este marco pueden distinguirse tres momentos: el rompimiento de la materia, la absorción de los productos resultantes y su posterior metabolismo. Dado que el metabolismo celular se aborda como un tema independiente, el énfasis aquí estará puesto en los procesos de degradación y absorción.

La digestión como proceso básico de los seres vivos

Digerir implica la capacidad de romper sustancias complejas para transformarlas en otras más simples, con el fin de integrarlas a una red de reacciones metabólicas. Por esta razón, la digestión es esencialmente un proceso de degradación química. Su estudio debe incluir también los mecanismos de absorción, es decir, los procesos mediante los cuales los nutrientes obtenidos atraviesan las membranas biológicas para ingresar a tejidos y células.

Las reacciones químicas que caracterizan la digestión pertenecen al catabolismo, aunque en muchos casos ocurren fuera del ambiente interno celular. Desde una perspectiva evolutiva, la digestión plantea un problema fundamental: cómo los sistemas vivos lograron aprovechar la energía y los materiales del entorno para aumentar su complejidad. Además, la digestión no se limita al contexto nutricional, ya que puede presentarse en otros sistemas biológicos sin contradecir su definición funcional.

La digestión, por ejemplo, cumple un papel clave en el sistema circulatorio, donde participa en la cascada de coagulación, necesaria para mantener la hemostasia y la homeostasis. Este proceso depende de enzimas líticas, como las proteasas de serina, que se activan mutuamente mediante cortes sucesivos. Estas mismas enzimas también desempeñan funciones importantes en el sistema digestivo humano. Asimismo, el sistema inmune utiliza procesos digestivos para destruir patógenos y presentar fragmentos antigénicos, activando respuestas defensivas. Esto demuestra que la digestión es un mecanismo biológico general, presente en múltiples contextos funcionales.

La digestión, la química y las enzimas digestivas

La digestión puede operar a nivel mecánico y químico. Sin embargo, dado que la mayoría de los seres vivos son unicelulares o dependen principalmente de procesos no mecánicos, resulta fundamental destacar la digestión química. Las bacterias y muchas células no poseen estructuras para triturar o cortar físicamente su alimento, por lo que dependen exclusivamente de reacciones químicas para descomponer la materia.

La digestión química consiste en una serie de reacciones en las que moléculas complejas se transforman en otras más simples, generalmente mediante procesos de oxidación, y siempre mediadas por enzimas, que actúan como catalizadores biológicos. Las enzimas involucradas reciben el nombre de enzimas digestivas, y la mayoría cumplen la función de romper enlaces químicos. Estas enzimas, conocidas como enzimas líticas, son esenciales para degradar los nutrientes y permitir su posterior absorción.

El uso de enzimas líticas representa el núcleo del proceso digestivo en todos los seres vivos. Sin ellas, la digestión sería imposible y su deficiencia puede provocar cuadros graves de desnutrición. No obstante, estas enzimas presentan un riesgo potencial: pueden dañar al organismo que las produce. Por ello, los sistemas digestivos cuentan con mecanismos de aislamiento, regulación y protección. Cuando estos mecanismos fallan, pueden aparecer patologías como la gastritis, la úlcera o trastornos relacionados con la coagulación sanguínea y la respuesta inmune.

Digestión externa e interna

La digestión puede ser interna o externa. En la digestión interna, el material ingerido se degrada en una cavidad especializada mediante enzimas líticas, y los productos resultantes son absorbidos por las células. En la digestión externa, las enzimas se liberan al exterior del organismo, donde ocurre la degradación, y solo posteriormente se absorben los nutrientes.

Los seres humanos realizamos digestión interna, lo que suele llevar a subestimar la importancia de la digestión externa. Sin embargo, muchos organismos, como arañas y serpientes, dependen en gran medida de este tipo de digestión. En estos casos, el veneno actúa como un conjunto de enzimas líticas que descomponen los tejidos de la presa incluso antes de ser ingerida.

En organismos unicelulares, como la ameba, la digestión puede combinar ambos enfoques mediante la endocitosis y la formación de un fagosoma, que se fusiona con lisosomas cargados de enzimas digestivas. Esto demuestra la diversidad de estrategias digestivas presentes en la vida.

El sistema digestivo humano

El sistema digestivo humano descompone los alimentos en unidades lo suficientemente pequeñas para ser absorbidas a través de las membranas celulares. Existe cierta verdad en la expresión “eres lo que comes”: el sistema digestivo desensambla los alimentos y distribuye sus componentes a las células, donde son reutilizados para construir tejidos o producir energía, generando desechos que serán eliminados por el sistema excretor.

 

Enlace a la [Figura: Sistema digestivo]

Este sistema realiza tres funciones principales: procesamiento del alimento, digestión y eliminación. El procesamiento incluye la ingestión y la digestión mecánica en la boca; la digestión se refiere al procesamiento químico que genera nutrientes; y la eliminación consiste en expulsar los materiales no digeribles del tracto gastrointestinal. Es importante diferenciar la eliminación de la excreción, ya que esta última implica la eliminación de desechos metabólicos que sí ingresaron a la sangre o a las células.

El sistema digestivo humano es un tubo largo llamado tracto gastrointestinal, con regiones especializadas y glándulas accesorias. Aunque comparte características generales con otros vertebrados mamíferos, presenta particularidades propias, como un ciego reducido, vestigio de un pasado evolutivo herbívoro. Por ello, este capítulo se centra en los rasgos específicos del sistema digestivo humano, entendidos dentro del marco general de la digestión en vertebrados.

Trofías y sus tipos

El sufijo –trofo se utiliza para referirse al modo de alimentación de los seres vivos, es decir, a la forma en que obtienen la materia y la energía necesarias para mantenerse con vida. Dependiendo del prefijo que lo acompañe, el término indica si un organismo obtiene sus nutrientes a partir de otros seres vivos, de sustancias minerales o mediante procesos autónomos. Por ejemplo, un heterótrofo obtiene su alimento de fuentes externas, mientras que un autótrofo es capaz de producir su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas. Con base en estas combinaciones de prefijos y modos de nutrición, es posible clasificar a los seres vivos en distintos grandes grupos.

Los bio-heterótrofos son aquellos organismos cuyo modo de alimentación se basa en otros seres vivos. Obtienen tanto la materia como la energía a partir de organismos distintos a ellos mismos. Los seres humanos y la gran mayoría de los animales pertenecen a este grupo, así como muchos microorganismos. Algunas bacterias patógenas, por ejemplo Mycobacterium leprae, responsable de la lepra, se alimentan de tejidos vivos del organismo que infectan. En estos casos, el alimento proviene directamente de sistemas biológicos ya organizados.

Los quimio-heterótrofos obtienen su alimento de sustancias minerales o químicas que no están vivas, pero que contienen tanto materia como energía aprovechable. A diferencia de los autótrofos, estos organismos no fabrican su propio alimento, sino que extraen directamente de compuestos inorgánicos la energía y los materiales que necesitan para su metabolismo. Este tipo de nutrición es común en ciertos microorganismos que habitan ambientes extremos, como fuentes hidrotermales o suelos ricos en minerales.

Los foto-autótrofos son organismos capaces de producir su propio alimento utilizando la energía de la luz mediante el proceso de la fotosíntesis. Emplean dióxido de carbono, agua y sales minerales para sintetizar compuestos orgánicos. Las cianobacterias, al igual que las plantas, pertenecen a este grupo y pueden crecer en una amplia variedad de ambientes siempre que dispongan de luz, agua y dióxido de carbono.

Los quimio-autótrofos producen su propio alimento sin utilizar la luz, obteniendo la energía necesaria a partir de reacciones químicas de sustancias inorgánicas. Se considera que este modo de alimentación pudo haber sido uno de los más antiguos, ya que en los modelos sobre el origen de la vida primitiva la energía química disponible en el ambiente habría permitido el surgimiento de los primeros sistemas metabólicos en ausencia de luz solar.

Referencias

Banet Hernández, E., & Núñez, F. (2006). La digestión de los alimentos: un plan de actuación en el aula fundamentado en una secuencia constructivista del aprendizaje. Enseñanza de las Ciencias, 10(2), 139–147. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.4661

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Karasov, W. H., & Martínez del Rio, C. (2013). Comparative digestive physiology. Comprehensive Physiology, Wiley. https://doi.org/10.1002/cphy.c110054

Applebaum, S. (2013). Enzymes and digestive proteases in vertebrates. (Trabajo sobre proteasas de serina y enzimas líticas digestivas). (Puede consultarse en bases de datos de biología comparada).

Goodenough, U., & McGuire, M. T. (2012). Perspectives on animal phylogeny and evolution of digestion. (Texto académico en biología comparada; probable DOI en editoriales de biología evolutiva).

Kardong, K. V. (2011). Vertebrates: Comparative anatomy, function, evolution (6th ed.). McGraw-Hill.

Rhoades, R., & Bell, D. R. (2013). Human physiology. (Edición de estudio estándar sobre fisiología humana).

Figura. Moléculas enzimáticas líticas

 

La imagen representa de manera esquemática y pedagógica el concepto de molécula y su interacción durante una reacción biológica. Una molécula puede definirse como la unidad mínima de una sustancia que conserva sus propiedades químicas, y en los sistemas vivos estas moléculas interactúan constantemente. En el esquema se observan figuras de distintos colores y formas que simbolizan moléculas diferentes, enfatizando que no todas son iguales ni cumplen la misma función. Esta diversidad estructural es clave para comprender cómo ocurren los procesos biológicos a nivel molecular, ya que la forma de una molécula determina en gran medida su comportamiento y sus posibles interacciones.

En particular, la imagen ilustra el papel de las enzimas, que son moléculas grandes, generalmente proteínas, con formas tridimensionales específicas y variables. Debido a que estas estructuras reales son demasiado complejas para representarse con exactitud en un contexto escolar, se recurre a modelos simplificados basados en figuras geométricas. Estas representaciones no pretenden mostrar la forma real de la enzima, sino facilitar la comprensión de una idea central: que la enzima posee un sitio activo cuya forma permite el acoplamiento con otras moléculas, llamadas sustratos. Por esta razón, el uso de esquemas de encaje resulta especialmente útil desde un punto de vista didáctico.

En el caso de las enzimas líticas, cuya función principal es romper o cortar moléculas, el modelo visual suele enfatizar esta acción mediante analogías claras. En la imagen, la enzima se asemeja a una figura tipo “Pac-Man” o a una herramienta de corte, como unas tijeras, que recibe al sustrato, lo divide y luego libera los fragmentos resultantes. Este tipo de representación destaca la función esencial de estas enzimas: cortar enlaces químicos para transformar moléculas grandes en otras más pequeñas. Aunque simplificado, este modelo permite entender cómo la digestión y otros procesos biológicos dependen de interacciones moleculares específicas, reguladas por la forma y función de las enzimas.

Figura. Sistema digestivo.

 

La imagen muestra un esquema anatómico del sistema digestivo humano, representado en vista frontal y con un estilo didáctico. El cuerpo aparece de manera semitransparente para permitir la observación de los órganos internos involucrados en la digestión, los cuales están claramente señalados con rótulos en español. El recorrido del alimento se presenta de forma continua, desde la boca hasta el ano, lo que permite comprender el sistema digestivo como un tubo funcional de sentido único. La ilustración está pensada para facilitar el aprendizaje, destacando la localización y relación espacial entre los distintos órganos.

En la parte superior se observan la boca, las glándulas salivales y la faringe, estructuras encargadas del inicio del proceso digestivo. La boca cumple funciones mecánicas y químicas, mientras que las glándulas salivales aportan saliva con enzimas digestivas. Desde allí, el alimento pasa al esófago, un conducto muscular que conecta la región bucal con el estómago mediante movimientos peristálticos. El esófago se extiende a lo largo del cuello y el tórax hasta llegar a la cavidad abdominal, donde desemboca en el estómago, órgano señalado en la imagen como una estructura en forma de bolsa ubicada en la parte superior del abdomen.

En la región abdominal también se distinguen órganos accesorios fundamentales para la digestión, como el hígado y el páncreas. El hígado aparece como un órgano grande situado sobre el estómago y cumple funciones clave en la producción de bilis y el metabolismo de nutrientes. El páncreas, localizado por debajo del estómago, secreta enzimas digestivas esenciales. A continuación se observa el intestino delgado, un órgano largo y plegado donde ocurre la mayor parte de la digestión química y la absorción de nutrientes. Rodeándolo se encuentra el intestino grueso, encargado principalmente de la absorción de agua y la formación de las heces. Finalmente, el esquema muestra el recto y el ano, estructuras responsables de la eliminación de los desechos no digeridos, completando así el proceso digestivo.

Introducción al sistema digestivo

[Enlace al índice] La digestión es el proceso mediante el cual los alimentos ingeridos se transforman en sustancias más simples, capaces de ser absorbidas y utilizadas por el organismo. Este proceso ocurre tanto en organismos pluricelulares como a nivel celular, y en él participan diversos tipos de enzimas que facilitan las reacciones químicas necesarias. En los animales y en algunas plantas, la digestión puede desarrollarse en niveles multicelular, celular y subcelular. En los vertebrados, este proceso se lleva a cabo principalmente en el aparato digestivo, también llamado tracto gastrointestinal o canal alimentario, que funciona como un tubo de recorrido unidireccional.

Enlace a la [Figura: Thomas H. Huxley]

El aparato digestivo incluye, además, órganos accesorios como el hígado, la vesícula biliar y el páncreas, los cuales no forman parte directa del tubo digestivo, pero cumplen un papel fundamental al producir y liberar sustancias que intervienen en la digestión química. En términos generales, la digestión se divide en procesos mecánicos, que reducen el tamaño de los alimentos, y procesos químicos, que descomponen las partículas en moléculas aún más pequeñas, preparándolas para su absorción. En la mayoría de los vertebrados, la digestión es un proceso secuencial y multietápico, que se inicia tras la ingestión de materia orgánica, generalmente proveniente de otros organismos.

De manera didáctica, la digestión puede dividirse en cuatro procesos principales. La ingestión, que consiste en la entrada del alimento al aparato digestivo; la digestión propiamente dicha, en la que los alimentos se transforman en nutrientes mediante acciones mecánicas y químicas; la absorción, que corresponde al paso de los nutrientes desde el sistema digestivo hacia los capilares sanguíneos y linfáticos; y la egestión o eliminación, que implica la expulsión de los materiales no digeridos a través de la defecación o, en algunos casos, la regurgitación. Todo este proceso es posible gracias a movimientos musculares coordinados, como la deglución y el peristaltismo, que permiten el desplazamiento del alimento a lo largo del sistema digestivo. [Siguiente artículo]

Figura. Thomas Henry Huxley

 

Thomas Henry Huxley (1825–1895) fue uno de los científicos más influyentes del siglo XIX y una figura clave en la consolidación de la biología moderna. Nacido en Inglaterra en un contexto modesto, fue en gran medida autodidacta, formándose mediante una lectura intensa y una disciplina intelectual rigurosa. Inició su carrera como cirujano naval, experiencia que le permitió estudiar una gran diversidad de organismos marinos y desarrollar un enfoque empírico directo, basado en la observación anatómica minuciosa. Desde temprano mostró un profundo interés por comprender la estructura de los seres vivos como vía para explicar su funcionamiento y su historia evolutiva.

Huxley realizó contribuciones decisivas al campo de la anatomía comparada, disciplina que analiza las similitudes y diferencias estructurales entre organismos para identificar relaciones profundas entre ellos. A través del estudio detallado de esqueletos, sistemas nerviosos y órganos internos, demostró que muchos grupos animales compartían planes estructurales comunes, lo que sugería un origen relacionado y no una creación independiente. Extendió este enfoque al ser humano, comparando rigurosamente la anatomía humana con la de otros primates, desmontando la idea de una separación biológica absoluta entre el hombre y los demás animales. Su trabajo estableció la anatomía comparada como una herramienta central para comprender la organización y diversidad de la vida.

En el ámbito de la fisiología comparada, Huxley defendió que las funciones vitales solo podían entenderse correctamente si se estudiaban en relación con la estructura anatómica y mediante comparaciones entre especies. Para él, la forma y la función eran inseparables. Esta perspectiva permitió explicar procesos fisiológicos no como excepciones aisladas, sino como variaciones de principios generales compartidos. Además, Huxley fue un firme defensor del pensamiento científico naturalista y de la teoría de la evolución de Charles Darwin, ganándose el apodo de “el bulldog de Darwin”. Su legado no solo reside en sus descubrimientos, sino en haber establecido un modelo de ciencia rigurosa, basada en evidencia, comparación y honestidad intelectual, que sigue siendo fundamental para la biología contemporánea.

El pensamiento científico, parte 2

 1. Calcar las siguientes ilustraciones en el cuaderno.

 [Figura: Tales de Mileto] [Figura: Sócrates] [Figura: Hipatia de Alejandría] [Figura: Giordano Bruno]

2. Leer las biografías correspondientes

3. Transcribe cada enunciado al cuaderno junto con las opciones de respuesta

3.01. ¿Qué tenían en común los casos de Sócrates, Hipatia y Giordano Bruno según el texto?
a) Su pensamiento racional fue visto como una amenaza al orden dominante
b) Fueron perseguidos por competir económicamente con el poder
c) Defendían la idea de que los fósiles eran señales divinas
d) Sus ideas se aceptaron sin resistencia en su época

3.02. ¿Qué caracterizó a la escuela mutazilí en el mundo islámico medieval?
a) Prohibió la filosofía griega por considerarla peligrosa
b) Defendió el uso de la razón para interpretar la fe y promovió ciencias
c) Rechazó las matemáticas por ser contrarias a la religión
d) Enseñó que la observación empírica no era necesaria

3.03. Según el texto, ¿por qué perdió influencia el mutazilismo hacia los siglos X–XI?
a) Porque Europa prohibió sus libros y destruyó sus escuelas
b) Porque la teoría de la selección natural lo volvió obsoleto
c) Porque se demostró que sus ideas eran falsas experimentalmente
d) Porque ganaron poder sectores más ascéticos y literalistas

3.04. ¿Qué muestra el caso de Galileo Galilei respecto a la relación Iglesia-ciencia?
a) Que la Iglesia nunca tuvo interés por universidades ni estudios naturales
b) Que recibió apoyo inicial, pero fue condenado cuando chocó con interpretaciones teológicas
c) Que fue ejecutado como Giordano Bruno por sostener heliocentrismo
d) Que sus conclusiones fueron aceptadas sin debate

3.05. Antes de los siglos XVII–XVIII, muchos fósiles eran vistos principalmente como…
a) Evidencias materiales de organismos del pasado
b) Pruebas directas de selección natural
c) Objetos simbólicos, curiosidades o señales sobrenaturales
d) Restos formados únicamente por procesos químicos recientes

3.06. ¿Qué cambio “radical” implicó la interpretación naturalista de los fósiles?
a) Aceptar que la Tierra tenía una historia profunda y la vida cambió con el tiempo
b) Afirmar que todos los fósiles pertenecían a animales actuales
c) Concluir que la extinción era imposible
d) Demostrar que los fósiles eran fraudes creados por humanos

3.07. En el texto, Nicolas Steno es destacado por haber sentado las bases de…
a) La estratigrafía
b) La genética mendeliana
c) La teoría heliocéntrica
d) La relatividad

3.08. ¿Por qué el caso del Iguanodon reconstruido incorrectamente se presenta como fortaleza científica?
a) Porque la ciencia prioriza lo bello sobre lo verdadero
b) Porque demuestra que no importa equivocarse, mientras se mantenga la primera idea
c) Porque la clave es aceptar correcciones y revisar hipótesis con nueva evidencia
d) Porque la reconstrucción inicial era perfecta y no cambió

3.09. Según el texto, el pensamiento naturalista se impuso sobre todo por…
a) Su verdad metafísica definitiva
b) Su eficacia práctica para transformar la realidad
c) Su capacidad de eliminar conflictos culturales
d) Su origen exclusivamente filosófico

3.10. En la era de la posverdad, ¿qué se señala como un riesgo principal?
a) Que la verdad empírica sea superada por narrativas emocionales y simples
b) Que la tecnología desaparezca por falta de ciencia
c) Que la evidencia se vuelva más fuerte que la identidad
d) Que el pensamiento crítico sea innecesario

4. Ver la presentación [De los fósiles a la posverdad: ciencia, naturalismo y el largo conflicto entre razón, mito y poder] desde 11:05 hasta final

5. Escucha con atención la pronunciación de las frases dadas y léelas en voz alta.

5.01. Throughout history, rational and naturalistic thinking has often been perceived as a threat to established religious or ideological power, leading to persecution of philosophers and scientists. [Enlace]

5.02. The relationship between religious idealism and rational inquiry has not always been hostile, as some traditions successfully integrated reason, philosophy, and scientific study. [Enlace]

5.03. The naturalistic interpretation of fossils marked a major shift in understanding Earth’s deep history and the changing nature of life over time. [Enlace]

5.04. Scientific progress depends on accepting error and correction, as shown by early mistakes in fossil reconstruction that were later revised with better evidence.[Enlace]

5.05. The dominance of scientific naturalism in the modern world comes primarily from its practical effectiveness in transforming and controlling material reality. [Enlace]

5.06. In the contemporary era of post-truth, emotional narratives and ideological manipulation increasingly compete with evidence-based scientific reasoning. [Enlace]

6. Transcribe las frases anteriores al cuaderno.

7. Traduce las frases anteriores al español.

8. Copia en siguiente texto.

 En una escuela, un grupo de estudiantes está preparando una feria de ciencias. Uno de los equipos presenta un proyecto sobre fósiles y afirma que han descubierto una piedra “especial” que, según ellos, cambia de forma por la noche gracias a una energía invisible. Dicen que no es necesario medir ni observar el cambio, porque la explicación se basa en lo que creen y en lo que les contó un familiar muy respetado en la comunidad.

Dentro de este primer grupo hay una niña con un gran don de liderazgo. Ella organiza al equipo, habla con seguridad y convence fácilmente a los demás. Sin embargo, cuando alguien duda de la explicación o pregunta cómo pueden comprobarla, se ríe de quienes no creen, dice que “no entienden” y hace que otros estudiantes eviten cuestionarla. Muchos compañeros temen llevarle la contraria por miedo a quedar en ridículo o a ser excluidos del grupo.

Otro grupo de estudiantes no está de acuerdo con el proyecto. Ellos opinan que, para que una explicación sea científica, deben observarse los cambios, anotarse los resultados y permitir que otros compañeros repitan el experimento. Aun así, dudan en expresar su postura, porque no quieren parecer irrespetuosos ni provocar conflictos con una compañera tan influyente.

9. Responde las siguientes preguntas.

9.1 ¿Crees que una idea puede considerarse científica solo porque una persona con liderazgo la defiende con seguridad? ¿Por qué?

9.2 ¿Qué problemas pueden aparecer cuando los estudiantes tienen miedo de preguntar o dudar para no ser ridiculizados por otros?

9.3 ¿Por qué es importante observar, medir y repetir un experimento, incluso cuando alguien afirma estar completamente seguro de su explicación?

9.4 ¿Cómo puede un líder usar su influencia de forma positiva para ayudar al aprendizaje científico en lugar de impedirlo? 

Tales, Hipatia, Sócrates y Giordano Bruno

 

Newton, Galileo, Kepler y Heráclito