Nutrición: Proteínas, Lípidos y Carbohidratos en Animales - Prof. 339, Apuntes de Fisiología Animal

¡Descarga Nutrición: Proteínas, Lípidos y Carbohidratos en Animales - Prof. 339 y más Apuntes en PDF de Fisiología Animal solo en Docsity! PARTE 1: NUTRICIÓN. La nutrición es el estudio de los constituyentes químicos del cuerpo de los animales y el de los mecanismos utilizados por éstos para sinterizar los componentes químicos corporales a partir de compuestos químicos obtenidos del ambiente; también se ocupa del estudio de la energía procedente de los alimentos. Existen tres moléculas principales que constituyen el cuerpo de los animales cuyo estudio queda reflejado en la nutrición: las proteínas, los lípidos y los carbohidratos. PARTE 1.1: PROTEÍNAS. Las proteínas ocupan una posición preeminente con respecto a los otros dos grupos de moléculas tanto a nivel de estructuración como a nivel de función en los animales; alrededor de la mitad de la materia orgánica de un mamífero se corresponde con proteínas, y la abundancia de éstas también caracteriza a muchos otros taxones. Otra observación que refleja la importancia de las proteínas es la gran cantidad de papeles esenciales que desempeñan: • Las proteínas enzimas aceleran y regulan las reacciones bioquímicas. • Las proteínas musculares (actina, miosina, timina y nebulina) son esenciales para la locomoción, una de las funciones características de los animales. • Ciertas proteínas estructurales, como el colágeno del tejido conjuntivo y la queratina de la piel, determinan las propiedades estructurales y la arquitectura de los tejidos. • Otras proteínas ejercen funciones tan diversas que desafían toda clasificación categórica; dentro de este grupo podemos mencionar a las proteínas receptoras, a las proteínas de canal, a las proteínas transportadoras, a las proteínas globulares del plasma sanguíneo, a los anticuerpos, a las hormonas proteicas, a las proteínas transportadoras de oxígeno como la hemoglobina, a las proteínas transparentes que constituyen el cristalino del ojo, a los venenos proteicos… La síntesis de proteínas en todos los organismos requiere un conjunto de 20-22 aminoácidos denominados aminoácidos estándares o proteicos; además de éstos, se conocen más de 100 aminoácidos que desempeñan papeles diversos en los organismos pero no participan en la biosíntesis proteica. Desde la perspectiva de su estructura primaria, las proteínas pueden ser consideradas como cadenas de aminoácidos. Las cadenas relativamente cortas a menudo se conocen como polipéptidos, aunque no existe una frontera precisa en la diferenciación entre polipéptidos y proteínas. Todos los aminoácidos se caracterizan por contener nitrógeno a diferencia de los carbohidratos o los lípidos. La biología nutricional de las proteínas es indisociable al hecho de que el nitrógeno es un elemento limitante en numerosos ecosistemas. Por otro lado, de todas las limitaciones nutritivas de los animales, una de las principales consiste en la incapacidad bioquímica de sintetizar alrededor de 10 de los aminoácidos estándares con una velocidad suficiente como para cubrir los requerimientos. Los aminoácidos que no pueden sintetizarse en cantidad suficiente reciben el nombre de aminoácidos esenciales, y sólo pueden obtenerse en su forma completa de los alimentos u otra fuente externa. Cuando un animal ingiere una cantidad de aminoácidos que supera la necesaria, rápidamente procede a escindir los grupos amino (-NH2) que contienen nitrógeno de las cadenas carbonadas restantes para su excreción. En consecuencia, los aminoácidos presentes en el cuerpo de un animal en un momento dado en general forman parte de las proteínas funcionales. Otro factor importante relacionado con la fisiología de los aminoácidos en los animales se refiere a la fuente de nitrógeno para la síntesis de los aminoácidos no esenciales, aquellos que el animal es capaz de sintetizar en cantidades suficientes. Una característica de la vía metabólica que los animales utilizan para este proceso de síntesis consiste en el hecho de que, en general, los grupos amino que contienen nitrógeno derivan de otros aminoácidos. Así, para poder sintetizar un aminoácido no esencial es necesario disponer de otros aminoácidos como dadores de grupos amino. PARTE 1.2: LÍPIDOS. Los lípidos son a menudo tan abundantes como las proteínas en la estructura corporal de los animales, y pueden definirse como moléculas orgánicas compuestas de carbono e hidrógeno predominantemente apolares y por tanto hidrofóbicas. Los componentes químicos presentes en la mayoría de los lípidos son los ácidos grasos, que consisten en cadenas hidrocarbonadas unidas a una cadena principal de átomos de carbono. Una clase química importante de lípidos son los triacilgliceroles o triglicéridos, más comúnmente conocidos como grasas y aceites, que están compuestos por tres moléculas de ácidos grasos unidos o esterificados con una molécula de glicerol. Las ceras, los fosfolípidos y los esteroles son otras clases de lípidos diferentes pero igualmente importantes. Se considera que un ácido graso es saturado si todos los enlaces entre los átomos de carbono son simples, siendo el caso del ácido palmítico. Se considera, por el contrario, que es insaturado, si uno o más enlaces son dobles. Los ácidos grasos poliinsaturados consisten en un subgrupo de ácidos grasos insaturados que contienen de dos a seis enlaces dobles, entre los que destaca el ácido linoleico. Los lípidos desempeñan diversas funciones. Por ejemplo, los fosfolípidos y el colesterol son importantes componentes de las membranas celulares. Algunos actúan como compuestos de almacenamiento de energía, y desde este punto de vista son mucho más eficaces que los carbohidratos y las proteínas. Una tercera función importante es la reducción de la permeabilidad del tegumento al agua en animales terrestres, permitiendo reducir la velocidad de pérdida de agua. Aunque los animales poseen la capacidad de sintetizar ácidos grasos y modificar su estructura, muchas clases de animales (incluidos los mamíferos) carecen de las enzimas necesarias para crear dobles enlaces en posiciones omega-3 y omega-6. En consecuencia, estos ácidos grasos insaturados no pueden sintetizarse y deben obtenerse de los alimentos u otras fuentes exógenas. Estos ácidos grasos esenciales son básicamente tres: el ácido linoleico, el ácido linolénico y el ácido araquidónico. PARTE 1.3: CARBOHIDRATOS. Los hidratos de carbono más sencillos son los monosacáridos, como la glucosa o la fructosa. Otros están compuestos por dos o más monosacáridos unidos entre sí. Los que constan de dos monosacáridos reciben el nombre de disacáridos, siendo el caso de la • Utilización de tentáculos (holoturias). • Utilización de sedas de filtración (ballenas, arenques). Este es un tipo de alimentación por suspensión (alimentación a partir de objetos nutritivos puestos en suspensión en el agua) en el que se utiliza un tamiz. • Métodos para la utilización de partículas grandes (macrofagia). • Ingestión de masas activas (lombriz de tierra). • Captura y tragado de presas enteras (celentéreos, serpientes, aves…) • Rascado, roído y taladrado (erizo de mar, ciertos gasterópodos…) Aquí cabe destacar el caso del erizo de mar, que posee un conjunto de cinco dientes que se abren o cierran en dirección radial impulsados por una organización compleja de elementos esqueléticos y musculares. También destaca el aparato radular de ciertos gasterópodos, que consta de una banda de tejido conjuntivo en forma de cinta denominada rádula cargada de numerosos dientes quitinosos que se utilizan para raspar diversos objetos con el fin de separar el material orgánico que los alimenta. • Métodos para la utilización de fluidos o tejidos blandos. • Succión de savia u otros jugos vegetales como el nectar (áfidos, abejas… ) Destacan los insectos chupadores y los insectos libadores, que poseen aparatos bucales muy especializados en ello. • Ingestión de sangre (ácaros, chinches, murciélagos…) • Succión de leche (mamíferos jóvenes) • Digestión externa (arañas). Las arañas suelen digerir externamente a la presa y posteriormente absorben los tejidos reblandecidos. • Captación a través de la superficie tegumentaria del cuerpo (parásitos). Existen también animales que poseen venenos de naturaleza proteica utilizados para el ataque de presas individuales. Los efectos más frecuentes de los venenos comprenden la inducción de lesiones estructurales de las células o las biomembranas o bien la interferencia en las funciones nerviosa y muscular mediante la unión a proteínas receptoras o de canal. Los compuestos tóxicos también pueden ser utilizados en las presas como defensa, y en este sentido destacan muchas especies que los incorporan a sus propios tejidos; estos compuestos se denominan metabolitos secundarios. Finalmente, también caben destacar las simbiosis que establecen algunos animales con microorganismos para la alimentación y la nutrición. Existen simbiosis con organismos autótrofos fotosintéticos que forman moléculas orgánicas a partir de precursores inorgánicos aprovechando la energía fotónica solar y transfieren parte de los mismos a los hospedadores animales. Es el caso de los corales y las algas dinoflageladas denominadas zooxantelas. Por otro lado, existen asimismo simbiosis con autótrofos quimiosintéticos, y generalmente estos animales viven en los fondos marinos formando comunidades en respiraderos hidrotermales. Aquí, las bacterias quimioautótrofas oxidan el azufre que rezuma de grietas submarinas formando moléculas orgánicas nutritivas. Por último, cabe destacar las simbiosis con microorganismos heterótrofos que desarrollan fermentación (reacciones catalizadas por enzimas en ausencia de oxígeno); estos microorganismos suelen vivir en el ciego del intestino en condiciones anaeróbicas. También debemos destacar la clasificación más reciente de Morton: • Herbívoros y/o omnívoros. Sistemas digestivos para el tratamiento de alimentos voluminosos de dudoso valor nutritivo. • Consumidores de depósitos. Hacen pasar grandes cantidades de sustrato a través de su tubo digestivo. • Carnívoros. Dependen de fuentes concentradas de proteínas animales. • Filtradores. Tamiza continuamente pequeñas partículas contenidas en grandes volúmenes de agua • Comedores de fluidos. Poseen órganos especiales para chupar o perforar los jugos de animales y plantas. En la clasificación más reciente se ha considerado la recolección de alimentos sólo bajo dos encabezamientos: • Alimentación selectiva. Herbívoros, omnívoros, carnívoros, comedores de fluidos. • Alimentación no selectiva. Filtradores, consumidores de depósitos.