La primera etapa en la transformación de los
alimentos es
la digestión, y ocurre en el sistema
digestivo.
La digestión comienza en la boca, el primer
órgano del sistema
digestivo. Los dientes cortan el alimento, luego las muelas lo
trituran, la saliva lo moja, y la lengua lo
mueva de un lado a otro. De esta forma, el alimento se convierte
en una pasta húmeda y blanda que, con ayuda de la lengua,
es empujada hacia atrás y tragada con facilidad. Al
tragar, la masa del alimento pasa por la faringe, por el
esófago (un tubo que mide en el adulto casi 25 cm de
largo) y llega al estómago donde se queda unas tres o
cuatro horas. El estómago es como una bolsa hueca donde la
transformación del alimento continúa por acción
de los jugos gástricos, unos líquidos fabricados
por las paredes del estómago. Los jugos gástricos
tienen ácidos
que, además de ayudar en la digestión del alimento,
lo "desinfectan", al eliminar microbios que podrían
haberlo contaminado.
Esta desinfección es importante porque nos
desinfecta de posibles enfermedades.
Una vez que abandona el estómago, la masa de
alimento llega al intestino delgado, donde los alimentos tienen
la última oportunidad de ser transformados en nutrientes.
Allí actúan los jugos intestinales fabricados por
el intestino, la bilis que manda el hígado (previo paso
por la vesícula biliar) y el jugo pancreático que
envía el páncreas. El hígado, el
páncreas y la vesícula biliar no pertenecen al
sistema digestivo, pero colaboran con él mandando sus
jugos digestivos.
Todos aquellos alimentos que, a lo largo de este
trayecto, hayan alcanzado un tamaño tan reducido como para
atravesar las paredes del intestino delgado y pasar a la sangre, son
nutrientes.
Las sustancias que no traspasan las paredes del
intestino delgado siguen su camino por el sistema digestivo:
pasan al intestino grueso y de allí al recto, para ser
expulsados através del ano. Estos desechos son eliminados
en la materia fecal,
que también contiene agua y
microbios muertos.
El alimento pasa del esófago al estómago a
través del cardias, que funciona como una válvula
que se abre y se cierra. Los movimientos del estómago
mezclan el alimento con los jugos gástricos. Para que los
ácidos de estos jugos no dañen las paredes del
estómago, estas están recubiertas por una gruesa
capa de mucosa que las protege. Después de tres o cuatro
horas de digestión, la masa de alimento pasa al intestino
delgado a través del píloro o esfínter
pilórico, que luego se cierra. Algunos componentes de los
alimentos, que son suficientemente pequeños, salen del
estómago a la sangre, sin pasar por el intestino
delgado.
La digestión química, se realiza
con ayuda de las enzimas unas
sustancias que están en los jugos digestivos.
A medida que el alimento pasa por el sistema digestivo,
además de ser triturado y humedecido, sufre otro tipo de
transformación, que no se ve a simple vista.
Las enzimas digestivas actúan a modo de "tijeras
químicas" que ayudan a "cortar" los hidratos de carbono, los
lípidos y
las proteínas
para convertirlos en fragmentos muy pequeños. Por
ejemplo:
- En la saliva hay enzimas que se especializan en
"cortar" hidratos de carbono; - En los jugos gástricos hay enzimas que ayudan
a "cortar" proteínas; - Los jugos intestinales tienen enzimas especializadas
en "cortar" lípidos y también enzimas que
completan la digestión de los hidratos de carbono y de
las proteínas que habían comenzado en la boca y
en el estómago.
Algunas sustancias que forman parte de los alimentos no
llegan a ser digeridos porque no poseemos las enzimas encargadas
de hacerlo.
Hay otras sustancias, como el agua, que
ya tienen partículas suficientemente pequeñas
cuando las ingerimos. Entonces, pasan a la sangre sin necesidad
de ser "cortadas"
Las enzimas se encuentran en todos los seres vivos y
tienen funciones
variadas. Por ejemplo:
- Las enzimas que actúan de "tijeras
químicas y "cortan" sustancias; - Las enzimas que actúan como "broches
químicos" y "unen" sustancias, y van formando los
materiales
que construyen nuestras células.
Los nutrientes pasan a la sangre y
llegan a las células
Solo en los primeros 25 cm del intestino delgado se
realiza la digestión química. En el resto del
intestino delgado se produce, casi exclusivamente, la
absorción, es decir, el pasaje de los nutrientes a la
sangre.
Los nutrientes abandonan el intestino delgado a
través de poros pequeños que hay en sus paredes y
entran a los capilares, unos vasos sanguíneos muy finitos
que los rodean. Desde allí serán transportados por
la sangre hasta las células.
Una vez que los nutrientes llegan a la célula
pueden usarse para diferentes fines:
- Algunos se utilizan como material de construcción, es decir, serán los
"ladrillos" que formen una nueva célula o el material que reemplace partes
de las células. - Otros nutrientes seguirán
transformándose para liberar más energía,
que le servirá a la célula para seguir
funcionando. - Algunos nutrientes quedarán guardados en la
célula como una reserva que podrá ser utilizada
en el momento en que se necesite.
La sangre es un tejido muy especial: recorre todo el
organismo distribuyendo nutrientes, oxígeno
y otras sustancias útiles para las células y, al
mismo tiempo, recoge
los desechos metabólicos para que sean expulsados al
exterior. Evidentemente, este trabajo tan
meticuloso requiere una buena organización.
La sangre no viaja de cualquier manera: se desplaza
dentro de conductos, denominados vasos
sanguíneos, y siguiendo una dirección determinada. Además, para
que la sangre pueda "moverse" por todo el cuerpo, debe ser
impulsada. Ese impulso se lo da el corazón,
órgano musculoso que se contrae y se relaja en forma
automática e involuntaria. El corazón se
haya dividido en cuatro cavidades: dos aurículas y
dos ventrículos.
La formación de la
sangre
La sangre que circula dentro de nuestro cuerpo, entre 5
y 6 litros aproximadamente, está formada por millones de
componentes microscópicos que no podemos apreciar a simple
vista.
Si se le extrae sangre a una persona y se le
deja reposar unas horas en un tubo, se puede observar que la
sangre se separa en dos porciones, un superior de color amarillo,
denominada "plasma", y otra inferior de color rojo que contienen
las células de la sangre.
Mediante análisis de laboratorio y
con ayuda de un microscopio, se
puede conocer la composición de cada una de esas
partes.
El plasma está formado por agua, nutrientes,
sales, vitaminas,
desechos celulares, hormonas y
anticuerpos.
Las células de la sangre son:
- Los glóbulos rojos (transportan
oxígeno) - Los glóbulos blanco (defensa)
- Las plaquetas (coagulación)
Cada 1 glóbulo blanco hay aproximadamente 1000
glóbulos rojos.
Las funciones de la
sangre
Los nutrientes, los minerales y las
vitaminas que salen del intestino delgado "nadan" en el plasma
sanguíneo, que esta formado en su mayor parte por agua. El
oxígeno viaja "a bordo" de los glóbulos rojos, que
son las células más abundantes de la sangre. Cuando
la sangre pasa por los capilares que rodean a los alvéolos
pulmonares, los glóbulos rojos atrapan el oxígeno
del aire inhalado
y lo transportan por el cuerpo. Los glóbulos rojos
"sueltan" el oxígeno al llegar a los capilares que pasan
muy cerca, casi pegados a las células que los necesitan.
Luego, esos glóbulos rojos "cargan" el dióxido de
carbono producido en las células. El resto de los desechos
celulares llegan "nadando" por el plasma hasta los órganos
que los eliminan.
La sangre tiene componentes que cumplen otras
funciones:
- Los glóbulos blancos son células que
nos defienden de bacterias,
virus hongos o
cualquier partícula "extraña" que entre a nuestro
cuerpo. Algunos glóbulos blancos producen anticuerpos,
unas sustancias que también se encargan de la defensa de
nuestro cuerpo. - Las plaquetas impiden que perdamos mucha sangre al
lastimarnos. Esto se consigue porque forman una especie de
"tapón" sobre la herida, que impide la salida de la
sangre. Esta función
se llama "coagulación". - En el plasma viajan también unos "mensajeros
químicos", llamados hormonas, que controlan diferentes
funciones de nuestro cuerpo. Por ejemplo, tenemos hormonas que
regulan el crecimiento y otras que controlan el desarrollo
sexual.
La sangre llega a todos los rincones del cuerpo y
transporta calor,
entonces ayuda a mantener nuestra temperatura
alrededor de los 36/37 ºC, que es la temperatura normal del
cuerpo.
El corazón
La sangre circula continuamente sin salir de los vasos
sanguíneos, así estemos parados, sentados o
acostados. Puede hacerlo más rápida o más
lentamente, pero nunca se detiene.
El "motor" que
impulsa la sangre es el corazón, un órgano hueco,
de paredes musculares gruesas, situado en el centro del
tórax. Cuando el corazón se contrae expulsa con
fuerza la
sangre de su interior. Luego, cuando el corazón se relaja,
se vuelve a llenar y el ciclo comienza una vez
más.
El corazón está dividido en cuatro
cavidades: la aurícula izquierda, el ventrículo
izquierdo, la aurícula derecha y el ventrículo
derecho. Cada aurícula se conecta con el ventrículo
de su mismo lado. La mitad derecha del corazón está
separada de la izquierda por un tabique, que les impide
comunicarse.
La ventaja es que la sangre con poco oxígeno
circula por el lado derecho del corazón y nunca se mezcla
con la sangre que circula por el lado izquierdo, que transporta
mucho oxígeno.
El punto de partida de este recorrido son los dos
ventrículos, el izquierdo con la sangre "oxigenada" (con
oxígeno), y el derecho con sangre "desoxigenada"(sin
oxígeno, o con poco)
Cuando el corazón se contrae, bombea sangre que
sale simultáneamente de los dos ventrículos. Desde
el ventrículo izquierdo sale la sangre oxigenada por la
arteria aorta, que se ramifica en arteriolas y en capilares, que
llegan hasta cada célula del cuerpo. A través de
estos capilares se realiza el intercambio de sustancias con las
células. La sangre de los capilares entrega nutrientes y
oxígeno, y recibe de las células desechos que estas
produjeron.
Al mismo tiempo, la sangre desoxigenada sale del
ventrículo derecho por la arteria pulmonar, que se
ramifica en arteriolas y capilares que llegan a los
alvéolos pulmonares. Entre estos capilares y los
alvéolos se realiza el intercambio de gases. La
sangre toma de los alvéolos el oxígeno del aire
inhalado y les entrega el dióxido de carbono que
traía de las células.
También el retorno de la sangre a las dos mitades
del corazón se realiza en forma simultánea,
entrando por ambas aurículas.
Los capilares que rodean a los alvéolos se unen
en vénulas y estas se unen para formar la vena pulmonar,
que trae la sangre oxigenada de los pulmones a la aurícula
izquierda. Al mismo tiempo, los capilares de todo el cuerpo se
unen formando vénulas y estas forman las venas cavas que
traen sangre desoxigenada a la aurícula
derecha.
Cada aurícula le pasa la sangre al
ventrículo de su mismo lado y… volvemos al comienzo del
recorrido.
Los latidos del
corazón
Cada latido es la señal de que el corazón
impulsa la sangre, que sale con fuerza a través de las
arterias. El primer latido indica que la sangre pasó de
las aurículas a los ventrículos y el segundo
señala que la sangre salió de los
ventrículos por las arterias.
A la cantidad de veces que el corazón late por
minuto se la llama frecuencia cardíaca. El corazón
de un adulto late, aproximadamente, 70 veces por minuto si
está en reposo. Al hacer ejercicios físicos la
frecuencia cardíaca aumenta. Cuánto va a aumentar
dependerá de la intensidad del ejercicio, del tiempo que
dure, y también del estado
físico de la persona.
La sangre es la encargada de transportar oxígeno
y nutrientes a la célula para que, a partir de ellos,
obtengan la energía que necesitan. Cuando hacemos
actividad física,
el cuerpo necesita más energía que al estar
descasado. Por eso, la sangre viaja más rápido por
el cuerpo. Así los nutrientes y el oxígeno llegan a
las células "a tiempo" para obtener energía
suficiente mientras dura el ejercicio. Además, así
como se obtiene más energía también se
produce más desechos que el cuerpo necesita expulsar. La
sangre deberá " apurarse" para alcanzar a transportar los
desechos que se produjeron durante el ejercicio hacia los
órganos que los eliminarán. Para que la sangre
circule más rápido, el corazón tendrá
que bombear mas veces. Por eso notamos un aumento en la
frecuencia cardíaca mientras corremos.
Metabolismo: La suma de
todas las reacciones
químicas que ocurren dentro de una célula o un
organismo.
Anabolismo: Dentro de una
célula o un organismo, la suma de todas las reacciones en
las cuales las moléculas más grandes se forman a
partir de moléculas más pequeñas. Es decir,
se construyen sustancias complejas a partir de sustancias
simples.
Catabolismo: dentro de una
célula o un organismo, la suma de todas las reacciones
químicas en las cuales las moléculas grandes se
desintegran en partes más pequeñas. Es decir, se
destruyen o degradan sustancias complejas en otras más
sencillas.
Homeostasis: Es la
capacidad que tiene nuestro cuerpo de mantener más o menos
constante la temperatura, la cantidad de agua y sales.
Es el mantenimiento
relativamente estable del ambiente
fisiológico interno.
El equilibrio
Para que nuestro cuerpo funcione bien, la cantidad de
agua que hayan en él debe mantenerse constante, es decir
que la cantidad que perdemos por día debe ser similar a la
que ganamos. Al cuerpo hay que mantenerlo estable para que siga
funcionando correctamente. Por ejemplo, tenemos que mantener la
temperatura interna entre 36° C Y 37° C. Al hacer
actividad física o en un día de mucho calor, la
temperatura de nuestro cuerpo aumenta. Por lo tanto, la tenemos
que "equilibrar". Una forma de hacerlo es transpirar; de esa
forma se libera calor y la temperatura vuelve a su valor normal.
También la cantidad de agua dentro del cuerpo tiene que
mantenerse estable. El agua constituye alrededor del 70% del
cuerpo. Si perdemos mucho agua podemos deshidratarnos. Para que
eso no suceda, normalmente nuestro cuerpo "nos avisa" que hay un
desequilibrio (sentimos "sed") y lo balanceamos bebiendo. Si
tenemos un exceso de agua, podemos corregirlo al eliminar orina,
que esta formada en su mayor parte por agua. Expulsar los
desechos es otra forma de mantener en buenas condiciones nuestro
cuerpo, ya que su acumulación es perjudicial. Al estudiar
el sistema digestivo vemos que la materia fecal arrastra fuera
del cuerpo todas aquellas sustancias que no fueron digeridas y
que, por lo tanto, nunca llagaron a la sangre. En este caso, va a
referiremos a otro tipo de desechos: los que fueron producidos
por las células y que, por lo tanto, circulan por la
sangre. El dióxido de carbono es un desecho
metabólico producido en la respiración celular, y se elimina a
través de los pulmones. Hay desechos metabólicos
que siguen otro camino por el cuerpo y salen por la
orina.
El riñón
Los desechos que salen de las células entran en
la sangre que, en su recorrido, pasa ahora por los
riñones. Los riñones actúan como filtros y
"depuran" la sangre.
La sangre llega hasta los riñones por la arteria
renal, que se ramifica en arteriales y en capilares. Cuando esos
capilares se introducen en el interior de los riñones, la
sangre deja allí los desechos y el exceso de agua. Ya
filtrada y depurada, la sangre sigue su camino por los capilares,
que luego se unen para formar la vena renal y llevar la sangre al
corazón. Con los desechos y el agua los riñones
fabrican orina.
El sistema urinario
La orina, fabricada por cada riñón, pasa a
una especie de "embudo" llamado pelvis renal. Desde allí,
la orina sigue su camino por un par de tubos, los
uréteres, que la llevan hasta la vejiga. La vejiga puede
acumular casi medio litro de orina. Una vez que se llena, "nos
avisa" que llago el momento de eliminarla. La orina pasa de la
vejiga a la uretra desde donde sale al exterior.
El tronco del cuerpo está dividido en dos
compartimentos, la cavidad torácica (o tórax) y la
cavidad abdominal, separadas por un músculo, el diafragma.
En la cavidad torácica están los pulmones, el
corazón y el esófago. En la cavidad abdominal hay
muchos órganos, entre ellos: el estómago, los
intestinos, el hígado, los órganos del sistema
reproductor y los del sistema excretor.
Durante la inspiración, el aire ingresa en
el organismo. Esto es posible gracias a los músculos
diafragma e intercostales, que al contraerse aumentan el
volumen de la
caja torácica (cavidad delimitada por las costillas que
alberga los pulmones y el corazón, entre otros
órganos). Esto provoca una diferencia entre la presión
atmosférica y al del medio interno, por los tanto, el aire
es una mezcla de gases, pasa del lugar de mayor presión al
de menor presión.
Durante la espiración ocurre lo contrario:
la relajación de los músculos disminuye el volumen
de la caja torácica, lo cual provoca la salida del
aire.
El diafragma es el músculo que está en la
base de los pulmones. Cuando el diafragma baja y las costillas
que rodean a los pulmones se separan, el tamaño del
tórax aumenta haciendo un "lugarcito" para que entre aire
del exterior. El aire ingresa a través del conducto
respiratorio y llaga a los pulmones que se "inflan".
Cuando el diafragma sube y las costillas vuelven a su
lugar, el tórax "se achica" y empuja a los pulmones, que
expulsan el aire por la vía respiratoria hacia fuera.
Así es como los pulmones "se desinflan".
La puerta de entrada del aire al cuerpo son los
orificios nasales. El aire que inspiramos arrastra habitualmente
partículas extrañas, polvo, y microbios que pueden
perjudicarnos. Pero, a medida que le aire avanza, las impurezas
son atrapadas por los pelitos y el moco que tapizan las cavidades
nasales. Luego las eliminamos al estornudar, al sonarnos la nariz
o al escupir.
Además, por las cavidades nasales pasan vasos
sanguíneos, y la sangre que circula por ellos trae calor
desde el interior de nuestro cuerpo. Entonces, el aire eleva su
temperatura antes de llegar a los pulmones.
El aire continúa su camino por la faringe, un
órgano compartido con el sistema digestivo. Debido a que
el sistema
respiratorio y el digestivo están comunicados a
través de la faringe, es posible respirar por la boca. Sin
embargo, en ese caso, el aire no se purifica y no se calienta de
igual modo que al atravesar las fosas nasales.
Desde la faringe el aire pasa a la laringe y de
allí a la traquea. La traquea se bifurca en dos bronquios
que entran a los pulmones y se dividen, a su vez, en tubitos
aéreos más finitos, los bronquíolos. Los
bronquiolos desembocan en unas "bolsitas" aéreas, los
alvéolos, de los que tenemos nada menos que 300 millones
en ambos pulmones. El aire que inspiramos llega hasta los
alvéolos y allí termina su trayecto por el sistema
respiratorio, aunque todavía no alcanzo su destino final
dentro del cuerpo.
En cada inspiración los alvéolos
pulmonares se llenan de aire. Cada alvéolo está
rodeado por una red de vasos
sanguíneos muy finitos, los capilares. Al pasar por los
pulmones, la sangre que viaja por los capilares "carga" el
oxígeno del aire inhalado, que luego distribuye por todas
las células del cuerpo. A su vez, esa sangre, que viene de
todo el cuerpo, "descarga" en los pulmones el dióxido de
carbono, un desecho que recogió en las células. El
dióxido de carbono hará su camino de salida, desde
los pulmones hasta el exterior.
Hemos visto que el aire inspirado llega hasta los
pulmones y luego el oxígeno que forma parte de ese aire
alcanza, a través de la sangre, todas las células
del cuerpo. El proceso
completo de la respiración incluye también una
etapa que ocurre dentro de todas las células: la
respiración celular. En esta etapa de la
respiración, el oxígeno es utilizado dentro de las
células para obtener energía.
La respiración celular se realiza en unas zonas
especiales de las células, llamadas mitocondrias, que
funcionan como las "usinas" generadoras de energía. Su
materia prima
son los nutrientes obtenidos de la digestión de los
alimentos. Al combinarse con el oxígeno, los nutrientes
terminan de transformarse y liberan la energía que tienen
almacenada. Representamos esta transformación de la
siguiente manera:
Nutrientes + oxígeno ——————
energía + dióxido de carbono + agua
Etapa de la respiración celular, que ocurre
en las mitocondrias
En la respiración celular se producen desechos;
uno de ellos es el dióxido de carbono que, al salir de la
célula, es transportado por la sangre hasta los pulmones,
desde donde es eliminado hacia el exterior.
El agua que se produce en la respiración celular
es aprovechada por la célula o es eliminada del cuerpo por
diferentes vías: orina, transpiración o
exhalación.
El aire
El aire que respiramos está formado por una
mezcla de gases. Sin embargo, solo el oxígeno y el
dióxido de carbono intervienen en el proceso
respiratorio.
Hay diferencia entre el aire inspirado y el aire
espirado. El principal componente del aire es el
nitrógeno, un gas que nuestro
cuerpo no puede aprovechar y que entra y sale sin cambios en su
cantidad, igual que otros gases que se encuentran en menor
proporción.
El aire espirado tiene menor cantidad de oxígeno
que el aire inspirado porque parte del oxígeno que
ingresó al cuerpo fue utilizado por las células
para la obtención de energía, en la
respiración celular. Además, el aire espirado tiene
más cantidad de dióxido de carbono.
Tanto el aire inspirado como el espirado contienen
bastante más oxígeno que dióxido de
carbono.
El aire espirado contiene mayor proporción de
vapor de agua que le aire inspirado. Podrán comprobar que
si exhalan cerca de un vidrio o de un
espejo, aparecen gotitas de agua que se forman cuando el vapor
entra en contacto con una superficie fría.
La nutrición es la obtención de
energía y de "material de construcción" para el
cuerpo a partir de los alimentos que ingerimos y del aire que
respiramos. La nutrición incluye las siguientes funciones:
digestión, respiración, circulación y
excreción.
El sistema digestivo transforma los alimentos en
nutrientes. El sistema respiratorio incorpora aire con
oxígeno. El oxígeno y los nutrientes llegan por la
sangre a todas las células. Dentro de las células
algunos nutrientes se combinan con el oxígeno y así
liberan la energía que tienen "guardada". Otros nutrientes
se utilizan como "material de construcción" de las
células. Como resultado de su actividad, la célula
produce desechos que son enviados a través de la sangre a
los órganos encargados de expulsarlos al exterior: el
dióxido de carbono es eliminado por el sistema
respiratorio, y otros desechos son eliminados por el sistema
urinario con la orina. La materia fecal contiene aquellos
alimentos que el sistema digestivo no logró convertir en
nutrientes y, por lo tanto, no pasaron ala sangre.
Lucía López
Argentina