1.2: II. Tracto gastrointestinal, órganos digestivos y procesos
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Apomasum
Carnivore
Cecum
Colon
Crop
Duodenum
Foregut/Intestino Intestino Fermentador
molleja
Herbívoro
Ileo
yeyuno
Monogástrica
Omasum
Omnivore
Reticulum
Rumen
Villi
Objetivo del Capítulo
- Introducir los diferentes órganos del tracto gastrointestinal en omnívoros y herbívoros que intervienen en la digestión y absorción.
Muchos animales, como las vacas, tienen múltiples estómagos compartimentados y comúnmente se les conoce como rumiantes. Los animales como cerdos, perros y pollos tienen estómagos simples no compartimentados y comúnmente se los conoce como no rumiantes o monogástricos.
Fisiológicamente, los animales monogástricos son digestores autoenzimáticos (auto = self) en el sentido de que las enzimas secretadas por el propio animal están involucradas en los procesos digestivos, mientras que los rumiantes son digestores aloenzimáticos, en los que la digestión es realizada por “otros” (allo = otros) o microbios residiendo en el intestino. Dado que los microbios están involucrados en el “procesamiento” del alimento ingerido, en lugar de “digerir”, fermentar puede ser el término más apropiado para designar procesos digestivos en animales rumiantes. El sitio de fermentación varía en digestores aloenzimáticos. Por ejemplo, el ganado bovino y ovino son fermentadores de intestino anterior, mientras que los caballos y los conejos son fermentadores de intestino posterior. En general, los animales productores de alimentos como cerdos y pollos y los animales de compañía (gatos, perros) tienen un estómago similar a una bolsa, no compartimentado, mientras que los rumiantes (vacas, ovejas) tienen cámaras de fermentación más especializadas. La clasificación de los animales por sitio de fermentación del tracto digestivo se muestra en la Tabla 2.1.
| Sitio de Fermentación | Ejemplo |
| Anteintestino | Bovinos, ovinos, alces, venados |
| Intestino trasero | |
| Cecal | Conejo |
| Colónico | Caballo |
| CECOCOLONIC | Elefante |
Rumiantes
- Múltiples compartimentos
- Alta capacidad de almacenamiento
- Fermentación microbiana
- Los microbios proporcionan energía, proteínas y vitaminas B
Monogástrico
- Compartimento individual
- Aforo limitado
- Fermentación microbiana limitada
- Se necesitan alimentos concentrados y dietas bien balanceadas (por ejemplo, aminoácidos/vitaminas)
Animales monogástricos: Tracto Gastrointestinal y Proceso Digestivo
El tracto gastrointestinal prepara el alimento (pienso) para su digestión y absorción. La absorción es el paso de nutrientes digeridos a través de la pared intestinal. Los procesos digestivos incluyen procesos mecánicos, químicos y enzimáticos.
La función general de los procesos digestivos es reducir el alimento a un tamaño molecular o aumentar la solubilidad que permita la absorción y utilización de los nutrientes del alimento por las células del tracto GI.
En los animales monogástricos, los procesos digestivos comienzan con la boca, la lengua y el esófago y continúan a través del estómago y el intestino delgado y grueso. Estas estructuras están asociadas con la recepción de alimento, la masticación/masticación/deglución (boca y lengua), y la digestión y absorción (estómago e intestino delgado y grueso). Los otros órganos asociados involucrados en los procesos digestivos son el hígado (secreción biliar) y el páncreas (secreción de varias enzimas y hormonas).
Características como la lengua, los labios y/o el pico o la boca ayudan en el proceso de prensión (agarre) del alimento, y los dientes ayudan a masticar y romper el alimento en partículas más pequeñas y tragar. La comida se mezcla con saliva, lo que ayuda a humedecer el pienso y tragar. La saliva también contiene enzimas como la amilasa y la lipasa (más en animales recién nacidos). La saliva producida por las glándulas salivales (parótida, submaxilar, sublingual) se agrega durante la masticación. La saliva ayuda en la formación de bolo y ablandamiento de los piensos, así como la acción antibacteriana. Los efectos enzimáticos de la saliva (por ejemplo, amilasa, lipasa) son mínimos debido al corto tiempo que la alimentación está presente en la boca.
La alimentación se mueve hacia abajo a través del esófago en movimientos peristálticos a través del esófago hacia el estómago. No hay secreciones glandulares en la región esofágica. El estómago es un órgano muscular. Las funciones del estómago son servir como portal o almacenamiento del alimento consumido e iniciar la descomposición de los nutrientes. El estómago ayuda en la mezcla, la secreción de enzimas y la digestión. El estómago de un animal monogástrico incluye cuatro zonas funcionalmente distintas (Figura 2.1). Adyacente a la región esofágica se encuentra la región cardíaca, que contiene glándulas que producen moco. El moco, una glicoproteína, sirve como capa protectora para la pared del estómago frente a las secreciones ácidas y tiene algunas propiedades antibacterianas. La región de la glándula del fondo de ojo y la región pilórica son los sitios de otras secreciones como HCl; secreciones gástricas, incluyendo pepsina; y enzimas que digieren proteínas. El pH del contenido estomacal varía de uno a tres debido a la acción ácida del HCl. La alta acidez también proporciona protección antibacteriana al estómago. El alimento ingerido sale del estómago al duodeno a través del esfínter pilórico, el cual se encuentra bajo control hormonal para no sobrecargar la capacidad digestiva del intestino delgado.
Intestino delgado
El sitio principal de digestión y absorción en los animales monogástricos es el intestino delgado. Se compone de tres regiones distintas: duodeno, yeyuno e íleon. El duodeno es el punto de entrada para secreciones como bilis de la vesícula biliar y secreciones del páncreas.
Para encajar en la cavidad corporal pequeña, el intestino delgado está muy enrollado. Además de la función digestiva, el intestino delgado también es un órgano inmune y tiene características especiales como tejido linfoide asociado al intestino, parches de Peyer y Bursa fabricii (en pollos), que sirven como parte de la defensa inmune del organismo.
Tanto las funciones digestivas como absorbentes del intestino delgado se ven facilitadas por una gran superficie. El principal aumento en la superficie es provocado por características anatómicas como vellosidades y microvellosidades. Las vellosidades son proyecciones parecidas a dedos pequeños que recubren la mucosa intestinal y le dan un aspecto aterciopelado (Figura 2.2). Cada vellosidad está rodeada además por una gran cantidad de proyecciones diminutas parecidas a dedos llamadas microvellosidades. El propósito de estas características anatómicas es mejorar el área de superficie y, por lo tanto, la capacidad de absorción (> 60 veces). Cada vellosidad contiene vasos linfáticos y capilares para el transporte de nutrientes. Las vellosidades están revestidas con una sola capa de células llamadas enterocitos.
Los enterocitos inmaduros se forman en las criptas, y a medida que maduran, se mueven hacia arriba por las vellosidades, adquiriendo complementos completos de las enzimas digestivas. Al llegar a la punta de las vellosidades, se “desgastan” y se extruyen en el lumen intestinal. Estas células desprendidas son endógenas (provenientes de dentro) en origen y contribuyen al nitrógeno metabólico fecal. Además de los enterocitos, las vellosidades también tienen células caliciformes involucradas en la producción de moco. El moco funciona como una manta brindando protección contra infecciones bacterianas así como lubricación para digesta.
El intestino grueso se compone del ciego, colon y recto. El tamaño del intestino grueso varía entre especies según el tipo de alimento consumido. Los animales que fermentan el intestino posterior, como caballos y conejos, tienen ceca relativamente grande. La mayor parte de la digestión y absorción se completa cuando el residuo de alimento llega al colon. El colon funciona principalmente en la absorción de agua y minerales. Además, se produce alguna fermentación microbiana de la fibra vegetal en el colon. Generalmente, la fermentación del intestino posterior aporta poca energía a los animales. Sin embargo, la fermentación del intestino posterior es muy importante para mantener la salud intestinal y la seguridad alimentaria en animales productores de carne.
El hígado y el páncreas son vitales para el proceso digestivo. El hígado es la glándula más grande y es un órgano central en la digestión y asimilación de nutrientes. La bilis producida a partir del hígado es importante para la digestión y absorción de lípidos. El hígado juega un papel en la desintoxicación de diferentes metabolitos así como en el almacenamiento de muchas vitaminas y minerales. El páncreas produce diferentes enzimas que son necesarias para la digestión de carbohidratos, proteínas y grasas.
Animales Rumiantes: Tracto Gastrointestinal
La boca de los animales rumiantes se diferencia de otros mamíferos en que tienen una almohadilla dental superior y no dientes incisivos. La recolección de alimento (prehensión) se realiza por la lengua áspera. Le sigue la masticación preliminar llamada masticación y mezcla con saliva. Los molares rumiantes tienen una forma tal que solo pueden masticar de un lado a la vez. Se produce una enorme cantidad de saliva (alrededor de 130 a 150 L/día) en animales rumiantes (por ejemplo, vacas lecheras). La saliva de los animales rumiantes es rica en iones de bicarbonato de sodio y actúa como tampón, ayudando en el proceso de fermentación. La saliva de los rumiantes también aporta nitrógeno (N; urea), fósforo (P) y sodio (Na), los cuales son utilizados por los microbios.
La porción de intestino anterior (estómago) de los animales rumiantes se divide en cuatro compartimientos: retículo, rumen, omaso y abomaso (Figura 2.3). El retículo y el rumen están parcialmente separados pero tienen diferentes propósitos funcionales.
El rumen es el compartimento más grande, ocupando el lado izquierdo de la cavidad abdominal. El rumen actúa como cuba de fermentación y se subdivide en sacos por gruesos límites musculares conocidos como pilares. Además, las papilas también están presentes en el rumen. El rumen tiene una alta población de bacterias, hongos y protozoos.
El retículo también se llama panal porque está revestido con una membrana mucosa que subdivide la superficie en compartimentos similares a panales (Figura 2.4). El retículo mueve el alimento ingerido hacia el rumen.
El omaso funciona como filtro de alimentos y ayuda a reducir el tamaño de partícula (Figura 2.4). El interior del omaso se arroja en amplios pliegues longitudinales u hojas. Alguna absorción puede ocurrir en el omaso. El omaso regula el flujo hacia el intestino inferior y absorbe agua y algunos minerales.
El abomaso es el sitio donde las enzimas digestivas se liberan por primera vez en los rumiantes (por ejemplo, pepsina, moco, HCl). En los animales jóvenes, el retículo, el rumen y el omaso están relativamente subdesarrollados, y la exposición a la alimentación, el granero y otros ambientes permite el crecimiento y maduración del intestino anterior, y este proceso dura entre seis y nueve meses en rumiantes grandes.
Tracto Gastrointestinal Aviar
Aves como los pollos también son animales monogástricos. Como ocurre con la mayoría de las aves, los pollos obtienen su alimento mediante el uso de sus picos, y su cavidad oral no tiene dientes sino que tiene glándulas que secretan saliva, haciendo que el alimento sea fácil de tragar.
La comida luego ingresa al esófago, que es un tubo flexible que conecta la boca con el resto del tracto digestivo. El esófago incluye el cultivo (expansión del esófago), que conduce al próventrículo (también conocido como el estómago verdadero), o al estómago glandular, donde comienza principalmente la digestión (Figura 2.5).
La molleja es una parte del tracto digestivo de las aves que a menudo se conoce como el estómago mecánico. La molleja está conformada por dos conjuntos de músculos fuertes que actúan como los “dientes” del ave. Los alimentos consumidos pasan a la molleja para moler y mezclar. La molleja actúa únicamente como un órgano mecánico; por lo tanto, no se secretan ayudas digestivas y no se produce la absorción de nutrientes. Sin embargo, la molleja es importante para mezclar los alimentos ingeridos con agua, saliva, ácido clorhídrico y pepsina. El intestino delgado incluye el asa duodenal, que está encerrada por el páncreas. También está compuesto por el yeyuno y el íleon. Al final del yeyuno se encuentra una unión remanente del saco vitelino y divertículo de Meckel. Válvulas al final del íleon controlan paso a dos ceca. Después de alguna fermentación, la digesta se libera en un intestino grueso corto que se vacía en la cloaca y finalmente se excreta a través del respiradero.
Puntos Clave
- Los procesos digestivos incluyen procesos mecánicos, químicos y enzimáticos.
- Las variaciones y especialización del tracto digestivo se basan en la dieta, y la clasificación se basa en el proceso de fermentación.
- La digestión comienza en la boca, donde se produce la masticación y la secreción de saliva. Las funciones de la saliva incluyen lubricación, amortiguación y alguna acción enzimática.
- La digestión y absorción más extensas en la monogástrica (solo estómago) ocurren en el intestino delgado.
- El intestino delgado se divide en duodeno, yeyuno e íleon. Las secreciones pancreáticas ocurren en el duodeno.
- Las tres secciones del intestino grueso son el ciego, colon y recto.
- Los cuatro compartimentos del tracto gastrointestinal (GI) del rumiante son el rumen, retículo, omaso y abomaso. El abomaso es análogo al estómago gástrico.
- Las funciones del retículo incluyen recibir alimentos, pasar alimentos al omaso, eructos y rumiación.
- La mayor parte de la fermentación ocurre en el rumen, donde bacterias anaerobias, protozoos y hongos hacen su trabajo.
- El omaso regula el flujo hacia el intestino inferior y absorbe agua y algunos minerales.
- El abomaso es el sitio donde las enzimas digestivas se liberan por primera vez en los rumiantes (aunque debería decir que hay trazas de lipasa salival en rumiantes). La saliva de los rumiantes no tiene amilasa. Esto no importa porque los microbios secretan mucho de sus propias amilasas.
- Los fermentadores de intestino hindgut son aquellos que utilizan el ciego (o colon) para la fermentación de fibra vegetal. Incluyen aves, cerdos y conejos. Generalmente, esto es menos eficiente que la fermentación del intestino anterior.
- Otros órganos accesorios del tracto GI incluyen el hígado, el páncreas y la vesícula biliar.
- En las aves, hay una extensión del esófago llamada cultivo y proventriculus, funcionando como estómago glandular.
- La molleja es una parte del tracto digestivo de las aves, funcionando como el estómago mecánico, donde ocurre la mayor parte de la molienda.
Preguntas de revisión
- Comparar y contrastar el tracto gastrointestinal de un cerdo con el de una vaca.
- Enumere las tres secciones del intestino delgado y grueso.
- El intestino delgado es el sitio primario de digestión de varios nutrientes. ¿Cuáles son las características anatómicas especiales del intestino delgado que ayudan en este proceso?
- Enumerar los sitios de fermentación en animales de fermentación de intestino anterior y fermentación de intestino posterior.
- Enumerar las diferentes secciones del intestino proximal en animales rumiantes junto con sus funciones.