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
Desjardins, M., Houde, M., & Gagnon, E. (2005). Phagocytosis: the convoluted way
from nutrition to adaptive immunity. Immunological Reviews.
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).
No hay comentarios:
Publicar un comentario