Fisiología animal: nutrición y relación

La nutrición animal integra digestión, respiración, circulación y excreción. En la digestión química, las enzimas hidrolizan las macromoléculas: la amilasa salival y pancreática actúa sobre el almidón, la pepsina gástrica y la tripsina pancreática sobre las proteínas, y la lipasa pancreática sobre los lípidos, que antes la bilis emulsiona (la bilis no es una enzima). La mayor parte de la absorción ocurre en el intestino delgado, cuya superficie se multiplica por pliegues, vellosidades y microvellosidades.

El intercambio de gases se realiza por difusión a través de superficies finas, húmedas y muy vascularizadas: branquias, tráqueas o pulmones. En los alvéolos humanos, el O2 pasa a la sangre y el CO2 sale de ella a favor de su gradiente de presión parcial (hematosis). Las branquias de los peces son muy eficaces porque el agua y la sangre circulan en sentidos opuestos (intercambio a contracorriente).

La circulación puede ser abierta (la hemolinfa baña los tejidos, en artrópodos y la mayoría de moluscos) o cerrada (la sangre va siempre por vasos). En los vertebrados es simple en los peces (la sangre pasa una vez por el corazón en cada vuelta) y doble en el resto; esta es incompleta en anfibios y la mayoría de reptiles, donde se mezcla algo de sangre oxigenada y desoxigenada, y completa en aves y mamíferos. La excreción en los mamíferos la realiza la nefrona: filtración en el glomérulo, reabsorción (glucosa, aminoácidos, agua, iones) y secreción en los túbulos; la ADH aumenta la reabsorción de agua en el túbulo colector.

La función de relación depende del sistema nervioso. La neurona en reposo mantiene un potencial de membrana de unos −70 mV gracias a la bomba Na+/K+ y a la distinta permeabilidad de la membrana. Un estímulo que alcanza el umbral desencadena un potencial de acción: se abren canales de Na+ dependientes de voltaje y la membrana se despolariza; después sale K+ y se repolariza. En la sinapsis química, el impulso provoca la liberación de neurotransmisores (acetilcolina, dopamina…) que se unen a receptores de la célula siguiente.

El sistema endocrino coordina mediante hormonas que viajan por la sangre y actúan sobre células diana con receptores específicos. Muchas se regulan por retroalimentación negativa: por ejemplo, cuando sube la glucemia, las células beta de los islotes pancreáticos liberan insulina, que favorece la entrada de glucosa en las células y su almacenamiento como glucógeno; cuando baja, las células alfa liberan glucagón, con el efecto contrario.