Digestión celular: qué es y clasificación
La digestión celular engloba una serie de procesos por los cuales una célula es capaz de transformar a los alimentos en sustancias aprovechables, gracias a reacciones enzimáticas complejas. Existen dos categorías básicas para clasificar la digestión celular: intracelular y extracelular.
La digestión intracelular se refiere al fenómeno digestivo que ocurre en el interior de la célula como resultado de la fagocitosis y es típica en organismos simples. Ocurre por la expulsión de enzimas al medio extracelular, seguido de la absorción del material transportado. Esta última se da en animales más complejos con sistemas digestivos completos.
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Una de las funciones cruciales de los organismos heterótrofos es nutrirse mediante la incorporación de macromoléculas indispensables para el crecimiento y el mantenimiento. Los procesos que permiten el fenómeno de absorción de estas moléculas se denominan en conjunto digestión celular.
En organismos pequeños y unicelulares, como las amebas y los paramecios, el intercambio de sustancias con el medio ambiente se puede llevar a cabo simplemente por difusión.
A medida que aumentamos la complejidad en el reino animal, se hace necesaria la existencia de estructuras dedicadas estrictamente a la absorción de sustancias. En el mundo de los pluricelulares, la mayoría de los alimentos no pueden atravesar la membrana debido a su tamaño.
Por esta razón, debe ocurrir una desintegración previa para que ocurra la absorción, mediada por enzimas. Los animales más complejos cuentan con todo un juego de órganos y estructural que orquestan este proceso.
La digestión se clasifica en dos tipos principales: extracelular e intracelular. Entre ambos tipos existe una categoría intermedia llamada digestión por contacto. A continuación describiremos las características más relevantes de los tipos de nutrición:
Este primer tipo de nutrición es característica de protozoarios, esponjas de mar (poríferos) y otros animales simples. Las partículas de alimentos pueden ingresar por dos vías que requieren energía: la pinocitosis o la fagocitosis.
En ambos procesos una porción de la membrana plasmática se encarga de encapsular las partículas de alimento, la cual entra a la célula en forma de vesícula – es decir, recubierta de lípidos.
En el interior celular existen unos orgánulos (o organelas) especializados en la digestión denominados lisosomas. Estas vesículas encierran en su interior gran cantidad de enzimas digestivas.
Luego de que la vesícula inicial con las partículas ingresa a la célula, pasa a fusionarse con los lisosomas, que liberan la batería enzimática contenida en su interior y promueven la degradación de los compuestos. Esta fusión de los lisosomas da lugar a la formación de un lisosoma secundario, también conocido como fagolisosoma.
Cabe mencionar que los lisosomas no solamente digieren el material que ha ingresado del ambiente extracelular, también son capaces de digerir material que existe en el interior de la misma célula. A estos orgánulos se les denomina autolisosoma.
Una vez que culmina el proceso digestivo, los desechos son expulsados al exterior por un mecanismo de excreción de productos llamado exocitosis.
En el espectro de los fenómenos digestivos, la digestión con contacto conecta a los extremos: la extracelular y la intracelular. Este tipo está presente en las anémonas de mar y es considerada como un modelo de transición digestiva.
Cuando el animal consume una presa o una partícula de gran tamaño, la digestión ocurre en la misma cavidad gastrovascular. Las enzimas que están presentes en este espacio se ven afectadas de manera negativa por la presencia del agua de mar. Para superar este inconveniente, las anémonas han desarrollado un sistema de contacto.
En este proceso, los filamentos de las células endoteliales se encuentran como revestimiento de esta cavidad se ubican cercanas a la localización de la partícula a digerir, y una vez que ingresa la partícula empieza la secreción enzimática para la digestión.
A medida que la partícula entra en contacto con las enzimas, empieza una desintegración gradual y las mismas células pueden absorber el producto recién formado. Sin embargo, cuando las partículas a digerir son pequeñas puede ocurrir digestión intracelular, tal y como se mencionó en el apartado anterior.
El último tipo de digestión es la extracelular, típico de los animales con tractos digestivos completos. El proceso se inicia con la secreción de enzimas digestivas al interior del tracto digestivo y los movimientos musculares contribuyen a la mezcla del material alimentario con las enzimas.
Como resultado de esta desintegración, las partículas pueden pasar por distintas vías y ser absorbidas de manera efectiva.
Enzimas involucradas en la digestión extracelular
Las enzimas involucradas más resaltantes en la digestión extracelular son las siguientes:
Boca
La degradación del alimento empieza en la boca, con la acción de la amilasa salival, encargada de escindir el almidón en compuestos más simples.
Estómago
Las partículas que ya empezaron una degradación enzimática siguen su camino hacia el estómago, donde se encontrarán con la pepsina, encargada de la hidrólisis de las proteínas y con la renina, cuyo sustrato es la proteína que se encuentra en la leche.
Páncreas
En el páncreas las enzimas digestivas son la tripsina, la quimotripsina y las carboxipeptidasa, cada una encargada de la hidrólisis de péptidos y proteínas específicas.
Además, está presente otra versión de la amilasa, la cual degrada los sobrantes de almidón.
En cuanto a la degradación de los ácidos nucleicos que son consumidos en la dieta tenemos dos enzimas, las ribonucleasas y las desoxirribonucleasas, que se encargan de la hidrólisis del ARN y ADN, respectivamente.
Intestino delgado
En el intestino delgado domina la composición enzimática por la maltasa, encargada de la ruptura de la maltosa, la lactasa para la lactosa y la sacarasa para la sacarosa.
Para la ruptura de péptidos, el intestino delgado cuenta con dipeptidasas. A su vez, para los ácidos nucleicos hay polinucleotidasas y nucleosidasas.
Para cierto tipo de alimento, la degradación enzimática del nutriente debe ser asistida por la presencia de microorganismos que habitan en el interior del tracto digestivo, principalmente en el colon, estableciendo relaciones simbióticas con el huésped.
- Arderiu, X. F. (1998). Bioquímica clínica y patología molecular. Reverte.
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biología: La vida en la Tierra. Pearson educación.
- Freeman, S. (2016). Biological science. Pearson.
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2007). Integrated Principles of Zoology. McGraw-Hill.
- Hill, R. W., Wyse, G. A., Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Animal physiology. Sinauer Associates.
- Junqueira, L. C., Carneiro, J., & Kelley, R. O. (2003). Basic histology: text & atlas. McGraw-Hill.
- Kaiser, C. A., Krieger, M., Lodish, H., & Berk, A. (2007). Molecular cell biology. WH Freeman.
- Randall, D., Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckert animal physiology. Macmillan.
- Rastogi S.C. (2007). Essentials of Animal Physiology. New Age International Publishers.
- Rodríguez, M. H., & Gallego, A. S. (1999). Tratado de nutrición. Ediciones Díaz de Santos.
- Ross, M. H., & Pawlina, W. (2006). Histology. Lippincott Williams & Wilkins.