Nutrición y alimentación (2): El aparato digestivo y la digestión

Dentro de las funciones de nutrición, el aparato digestivo se encarga de realizar varias funciones específicas, dirigidas todas ellas a hacer llegar los nutrientes al interior de nuestro cuerpo:

• La ingestión, proceso mediante el cual el alimento es capturado del exterior e introducido en el tubo digestivo.
• La digestión, que tiene como objetivo transformar los alimentos en nutrientes. Incluye dos procesos diferentes:
• La digestión mecánica de los alimentos, que consiste en trocear los alimentos en fragmentos más pequeños, de modo que sean más fáciles de digerir químicamente.
• La digestión química de los alimentos, que consiste en romper las moléculas grandes contenidas en los alimentos en otras más pequeñas que puedan ser absorbidas y utilizadas por las células. En este proceso las proteínas se rompen para dar lugar a sus elementos, los aminoácidos, los ácidos nucleicos se rompen en nucleótidos y los glúcidos de gran tamaño (polisacáridos) se descomponen en sus unidades (monosacáridos).
• La absorción, que consiste en transferir los nutrientes, resultado de la digestión, al interior de los vasos sanguíneos, para que puedan ser distribuidos por todo el organismo y utilizados por las células.
• La egestión o defecación, proceso de eliminación de los restos alimenticios no absorbidos y que no pueden ser utilizados por el organismo. Es un proceso diferente de la excreción, porque no se trata de residuos producidos por el metabolismo celular, sino de materiales no utilizados.

El aparato digestivo es, básicamente, un tubo hueco de unos nueve metros de longitud, que presenta regiones con características diferentes especializadas en la realización de los distintos procesos digestivos (mezcla de los alimentos con los jugos digestivos, digestión mecánica y química, absorción), al que vierten varias glándulas. Genéricamente, los productos de dichas glándulas reciben el nombre de jugos digestivos, y su papel consiste en digerir químicamente los alimentos, además de ayudar a que éstos avancen a lo largo del aparato.

Todo el tubo digestivo está rodeado de musculatura lisa, de contracción involuntaria, cuya función es permitir el avance de los alimentos durante el proceso de la digestión mediante una serie de contracciones que se van propagando en forma de onda a lo largo del tubo, y que reciben el nombre de movimientos peristálticos.

La estructura del tubo digestivo es la misma a lo largo de todo su recorrido:

• El tejido que está en contacto con la luz del tubo se denomina mucosa, y es un epitelio que está siempre húmedo gracias a la acción de una serie de glándulas distribuídas en ella y que sgregan moco t jugos digestivos. Esta capa es la responsable de las principales funciones del digestivo: secreción y absorción.
• El tubo está rodeado por dos capas de tejido muscular, una longitudinal y otra radial. Entre estos músculos hay algunos voluntarios, que se encuentran en la boca, la faringe, el esófago superior y el esfínter anal, pero la mayoría son involuntarios, y se encargan de los movimientos peristálticos.
• Entre la mucosa y las capas de tejido muscular hay algunas capas de tejido conjuntivo, en el que se encuentran los vasos sanguíneos que alimentan al aparato digestivo y que recogen los nutrientes, y los nervios que recogen las sensaciones y controlan su funcionamiento. También se encuentan aquí los ganglios linfáticos que se encargan de defender al aparato digestivo de posibles infecciones.
• Por último, todo el conjunto está rodeado por una fina capa llamada serosa.

Anatomía del aparato digestivo

A lo largo del tubo digestivo se distinguen varias regiones especializadas que, de principio a fin, son la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado y el intestino grueso. En el intestino delgado, la zona más larga del tubo, tiene tres partes diferentes: el duodeno, de unos 25 centímetros, el yeyuno, que representa casi las dos terceras partes de su longitud total y el íleon. Por su parte el intestino grueso se divide en colon ascendente, colon transverso, colon descendente y recto. El orificio de salida es el ano.

Junto al tubo aparecen varios órganos que funcionan, al menos en parte, como glándulas: las glándulas salivares, el páncreas, que produce tanto jugos digestivos como hormonas, y el hígado, que además de su función glandular (secreta la bilis) es el órgano que controla el reparto de los nutrientes al resto del cuerpo. El hígado produce bilis continuamente, pero no la vierte directamente al intestino, sino que se acumula en la vesícula biliar, que es simplemente una bolsa que permite regular el vertido de la bilis.

A lo largo del digestivo se llevan a cabo dos procesos diferentes de digestión: la digestión mecánica o física y la digestión química. La digestión mecánica consiste en trocear y romper los alimentos, pero sin que se alteren las moléculas que los forman. Empieza en la boca, donde se produce la masticación y la mezcla de los alimentos con la saliva, y acaba en el estómago, donde con ayuda de los músculos que rodean este órgano se lleva a cabo un largo proceso de mezcla de los alimentos con los jugos digestivos procedentes tanto de la boca como del propio estómago.

La digestión química consiste en la rotura de las moléculas que forman parte de los alimentos para dar lugar a otras más pequeñas. Este proceso se lleva a cabo gracias a la intervención de varias sustancias químicas segregadas a lo largo del tubo digestivo: la saliva en la boca, el jugo gástrico en el estómago, el jugo pancreático en el páncreas y la bilis en el hígado. Entre esas sustancias químicas hay un ácido, el clorhídrico, que se produce en el estómago y varias proteínas que son capaces de romper ciertos tipos de moléculas orgánicas (enzimas digestivas). Asimismo, la bilis está formada por ácidos y sales biliares que contribuyen a emulsionar los lípidos.

La digestión mecánica empieza en la boca donde los alimentos se mezclan con la saliva, lo que ayuda a disgregar los fragmentos que los forman, proceso en el que participa la lengua, un músculo voluntario que mueve el bolo alimenticio. Pero el principal proceso digestivo que tiene lugar en la boca es la masticación, que ocurre con ayuda de los dientes.

Los dientes son piezas óseas especializadas en la masticación de los alimentos que están presentes en todos los grupos de vertebrados. En los mamíferos se han diferenciado en distintos tipos, cada uno de los cuales cumple con una función concreta dentro de la masticación:

• Los incisivos son planos, y se encargan de cortar.
• Los caninos o colmillos son puntiagudos y su función es la de desgarrar, especialmente la carne.
• Los premolares y molares son dientes planos, que trituran los alimentos, fundamentalmente los de tipo vegetal. Se diferencian entre sí por su tamaño (los premolares son más pequeños) y por el número de protuberancias, llamadas tubérculos, que presenta su superficie: dos en el caso de los premolares y tres en los molares.

 Los dientes se encuentran insertados en cavidades de los huesos maxilar superior o mandibular, llamados encías. La parte externa de los dientes está formada por dos capas endurecidas, la más superficial es el esmalte y la interna es la dentina o marfil. Hacia el interior se encuentra la pulpa, un tejido carnoso que posee vasos sanguíneos y nervios y que, por tanto, es el responsable de la nutrición y de la sensibilidad del diente. 

En los seres humanos los dientes se forman y desarrollan en dos periodos a lo largo de la vida: en los primeros años del desarrollo se forma lo que se conoce como dentición de leche (o decidua), incompleta, porque no incluye los molares, y que va surgiendo progresivamente. Sin embargo, estos dientes caen espontáneamente, y son sustituidos por la dentición definitiva, en la que sí están presentes ya los molares. La pérdida de un diente definitivo suele ser permanente: cuando ocurre, no se forma ningún diente nuevo en su lugar.

Las fórmulas dentarias son un modo simplificado de describir los tipos de dientes que posee un organismo y el número de dientes de cada tipo que presenta. Los distintos grupos de mamíferos poseen denticiones diferentes, especializadas dependiendo del tipo de alimentos que consumen preferentemente, de modo que el conocimiento de sus fórmulas dentarias da una idea de su tipo de alimentación. La fórmula dentaria se escribe en forma de fracción, situando en el "numerador" los dientes que aparecen en una de las mitades superiores de la boca (la otra mitad es siempre igual) y en el "denominador" los dientes de una de las mitades inferiores, dado que muchos animales poseen dientes diferentes en la maxila (parte superior) y en la mandíbula (parte inferior). Según esto, la fórmula dentaria humana adulta y completa incluye dos incisivos, un canino, dos premolares y tres molares, tanto en la hemimaxila como en la hemimandíbula. Se trata de una dentición típicamente omnívora, porque presenta todos los tipos posibles de dientes.

Sin embargo, es bastante frecuente que la dentición definitiva no se complete nunca a lo largo de la vida: el tercer molar, llamado molar temporal (la "muela del juicio") nace muy tarde, y es bastante habitual que ni siquiera llegue a salir. Es un carácter relíctico, que tiende a desaparecer: su presencia no aporta beneficios a sus poseedores, porque no es necesaria para triturar los alimentos vegetales más duros (semillas, raíces...) ya que éstos se consumen mayoritariamente cocinados, lo que reduce su dureza.

Además de la digestión mecánica, en la boca empieza también la digestión química. La saliva contiene amilasa, una proteína que rompe las moléculas de almidón transformando esta sustancia en las unidades que la forman, moléculas de glucosa. Una vez masticados, mezclados con ayuda de la lengua e insalivados, los alimentos son empujados voluntariamente hacia el siguiente tramo del tubo digestivo, la faringe, proceso que se denomina deglución.

La faringe es un tramo común al aparato digestivo y al respiratorio. Esto significa que al pasar por ella existen posibilidades de que el alimento siga su camino correctamente o, por el contrario, se introduzca en la tráquea, dando lugar a lo que se conoce como atragantamiento. Afortunadamente, esto no ocurre con frecuencia gracias a la existencia de un repliegue carnoso llamado epíglotis que se forma en la parte anterior de la faringe. Cuando el alimento atraviesa la faringe empuja hacia abajo a la epíglotis, de modo que esta tapona la entrada de la tráquea, impidiendo el atragantamiento.

El estómago es un ensanchamiento del tubo digestivo en forma de alubia, con paredes muy musculosas y cerrado por dos esfínteres: el de entrada se denomina cardias y el de salida píloro. Estos anillos musculares tienen la función de impedir que el alimento salga del estómago antes de tiempo o que vuelva hacia el esófago.

En el estómago el alimento se mezcla con el jugo gástrico, que contiene varias enzimas digestivas, que fundamentalmente van a romper las proteínas, y ácido clorhídrico. Pero además de esta importante función en la digestión química, el estómago también contribuye en gran medida a la digestión mecánica, ya que el movimiento de los músculos de su pared ayuda a disgregar los alimentos y a mezclarlos con los jugos digestivos, lo que facilita la digestión química.

Una enzima es una proteína que actúa haciendo que tenga lugar una reacción química concreta. Muchas de las proteínas presentes en el organismo son enzimas, y se encargan de llevar a cabo todos los procesos químicos que ocurren tanto en el interior como en el exterior de las células.

Al abandonar el estómago, el alimento semidigerido pasa al duodeno, el primer tramo del intestino delgado. Se trata de un fragmento corto, de unos 25 cm, y con forma de "C" que se diferencia del resto del intestino delgado por la función que realiza: en él vierten, a través de un conducto único que se denomina colédoco, el páncreas y el hígado. El jugo pancreático contiene diferentes enzimas que van a terminar el proceso de digestión, rompiendo los glúcidos y las proteínas que aún quedaban sin digerir y los lípidos. En este último proceso es ayudado por la bilis, producida en el hígado y acumulada en la vesícula biliar, que también se vierte al duodeno a través del colédoco.

La bilis es, en realidad, un producto de excreción. Sus componentes son ácidos y sales biliares, resultado de la eliminación de los glóbulos rojos que ya no sirven. Al ser vertida al intestino ayuda, además, en la digestión de los lípidos porque actúa como detergente, emulsionando las grasas, es decir, haciendo que se formen gotas de grasa de pequeño tamaño que pueden ser digeridas por las enzimas más fácilmente que si tuvieran un tamaño grande.

El resto del intestino delgado, constituido por el yeyuno y el íleon (a veces se les denomina conjuntamente yeyuno-íleon), realiza fundamentalmente una función de absorción, a medida que se terminan de digerir los alimentos que circulan por él. La característica más significativa de esta parte del tubo digestivo es su gran extensión, posible gracias a que su epitelio interno se encuentra muy replegado, en varios niveles: en primer lugar, presenta pliegues circulares que afectan a toda la pared. A su vez estos repliegues presentan un enorme número de prolongaciones en forma de dedo, llamadas vellosidades. Los pliegues y las vellosidades hacen que la superficie interna del intestino sea diez veces mayor que la de un tubo liso de sus mismas dimensiones. Pero, además, las células que forman la mucosa intestinal presentan su superficie muy replegada, formando de nuevo prolongaciones en forma de dedo que se llaman microvellosidades. La presencia de microvellosidades incrementa en un factor de 70 la superficie del tubo digestivo. En conjunto, si el intestino delgado tiene una longitud aproximada de 6 metros y un diámetro interno de unos 2,5 cm, su superficie total es de unos 300 m², valor parecido a la superficie de una pista de tenis.

La absorción de los nutrientes se produce por acción de las células de la mucosa intestinal. Cada una de ellas hace pasar a su interior los nutrientes con los que entra en contacto, y luego los secreta a través de la parte basal de su membrana. En el interior de cada vellosidad se encuentran un capilar linfático, de fondo ciego, y un sistema de capilares sanguíneos que se encargan de recoger los nutrientes y transportarlos hasta el hígado, que centralizará su distribución. El capilar linfático recoge los lípidos, mientras que los capilares sanguíneos recogen los glúcidos y los aminoácidos.

Por último, en el intestino grueso se produce la absorción del agua, de forma que las heces van adquiriendo el volumen y la consistencia normales.

Enfermedades del aparato digestivo

El aparato digestivo está permanentemente expuesto al contacto con agentes que le llegan del exterior, tanto seres vivos que pueden provocar infecciones como el propio contacto con el alimento, que somete a estrés continuo al tubo. Por este motivo, las enfermedades que afectan al aparato digestivo son bastante habituales y muy diversas. Algunas de las más conocidas son las siguientes:

• Alteraciones del tránsito intestinal: se incluyen aquí el estreñimiento y la diarrea. El estreñimiento consiste en realizar defecaciones menos frecuentes y más duras y secas que lo normal. Suele ser consecuencia de una dieta pobre en fibra o en agua, y provoca dolor, hemorroides u otros problemas intestinales que pueden ser de mayor gravedad. La diarrea, por su parte, es un aumento anormal en la fluidez o en la cantidad de las heces. Puede deberse a varias causas, aunque es frecuente que esté provocada por infecciones bacterianas o víricas. Los principales problemas que provoca la diarrea son, por una parte, la falta de absorción de nutrientes, que en periodos largos de tiempo pueden provocar situaciones de malnutrición, pero sobre todo la falta de absorción de agua, que produce deshidratación incluso en periodos cortos de tiempo.
• Enfermedades infecciosas: son debidas a la acción de organismos extraños capaces de generar alteraciones en el funcionamiento de nuestro cuerpo. Dado que el tubo digestivo está en contacto directo con el exterior, este aparato es uno de los principales afectados por este tipo de enfermedades, que pueden darse en todos los tramos del tubo.
• Caries: Es la destrucción del tejido de los dientes por acción de las bacterias que se quedan en la boca. Estas bacterias se alimentan de los restos de alimentos que quedan en la boca, para lo cual vierten sustancias que no solo digieren esos alimentos, sino que acaban por atacar al esmalte hasta dañarlo, pudiendo llegar hasta el tejido blando. La prevención se consigue mediante una limpieza adecuada, que incluye el cepillado correcto y el uso de hilo dental.
• Faringitis: es la infección por virus o bacterias de la faringe, que frecuentemente afecta también a la laringe e incluso a las trompas de Eustaquio, que provoca su inflamación. Provoca sensaciones dolorosas al tragar y/o al hablar, y generalmente fiebre. También es habitual que se produzca, como consecuencia de la infección, la inflamación de los ganglios linfáticos que rodean la garganta, los más significativos de los cuales son las amígdalas (amigdalitis o anginas).

• La úlcera gastroduodenal es una herida que se produce en la pared del estómago o del primer tramo del duodeno. En la actualidad se sabe que guarda relación con la presencia en el estómago de una bacteria, Helycobacter pylorii, que aparece más o menos en la mitad de la población, pero que solo produce úlceras en algunos individuos susceptibles a ella. Se sabe también que el tabaco, el alcohol, el estrés o una dieta poco adecuada (por ejemplo, con un exceso de picante) aumentan la probabilidad de padecerla.
• Gastroenteritis: se denominan así a las infecciones del intestino causadas por diferentes virus o bacterias. Frecuentemente provocan diarreas y, por lo tanto, riesgo de deshidratación.
• Apendicitis: es una infección del apéndice vermiforme, un pequeño tubo ciego situado en el extremo inicial del colon.

•  Enfermedades inflamatorias intestinales: existen algunas enfermedades que provocan la inflamación crónica del intestino, con lo que dificultan la absorción de nutrientes, además de provocar dolores y malestar continuos.
• Colitis ulcerosa: es una enfermedad de causa desconocida que afecta al final del colon y el recto, provocando dolor y, a veces, hemorragia rectal.
• Enfermedad de Crohn: es una enfermedad autoinmune: el sistema inmunitario del organismo ataca al propio intestino, produciendo inflamación en diferentes zonas, diarrea y dolor intestinal.
• Intolerancias alimentarias: son reacciones negativas que se producen después de comer determinados alimentos. En algunos casos, aunque no siempre, son alergias, es decir, el sistema inmunitario reacciona ante los alimentos como si fueran agentes capaces de producir enfermedades, mientras que en otros casos no está implicado el sistema inmune. En algunos casos la reacción es retardada, lo que dificulta identificar el alimento que la produce.
• Intolerancia a la lactosa: no se trata de una alergia, sino que consiste en que el organismo no es capaz de absorber la lactosa, que es el principal glúcido de la leche. En realidad, se trata de una situación que es normal en todos los mamíferos: cuando las crías crecen dejan de ser capaces de aprovechar la leche materna, lo que les obliga a buscar su propio alimento y permite que la madre pueda alimentar a otras crías. Los seres humanos, sin embargo, hemos aprendido a utilizar la leche de otros animales como alimento. En esas condiciones, los individuos capaces de aprovechar ese recurso han tenido ventaja sobre los que no han podido hacerlo, por lo que la capacidad de aprovechar la lactosa se ha hecho frecuente en la población. Las molestias producidas por la intolerancia a la lactosa van desde la simple preferencia por no tomar lácteos hasta problemas graves de diarrea. La frecuencia de este trastorno varía mucho de unas regiones del mundo a otras, en relación con la costumbre de cada cultura de utilizar leche como alimento.

•  Enfermedad celiaca: se debe a la incapacidad de absorber el gluten, una proteína que la mayoría de los cereales poseen en sus semillas y que les permiten acumular reservas para el crecimiento de la planta al germinar. La celiaquía daña las vellosidades intestinales y produce múltiples efectos, relacionados con la falta de absorción de nutrientes. No tiene tratamiento, y lo único que puede hacerse es evitar por completo los cereales con gluten en la dieta, hasta en cantidades mínimas.

Nutrición y alimentación

Cuando hablamos de nutrición nos referimos al conjunto de procesos mediante los cuales el organismo recibe, transforma e incorpora en sus células los nutrientes que necesita y elimina al exterior los residuos que ha generado al utilizarlos.

Por otra parte, el concepto de nutrientes se refiere a los compuestos químicos que las células necesitan utilizar para automantenerse y realizar las funciones que las caracterizan como entidades vivas: regeneración y desarrollo de sus estructuras, relación con su entorno, reproducción. Los nutrientes se encuentran en los alimentos y en el aire que respiramos.

Una vez que las células consiguen hacerse con los nutrientes que necesitan, los utilizan para realizar tres tipos de funciones diferentes: energética, es decir, proporcionan energía química que se utiliza en todos los procesos celulares, plástica, que consiste en regenerar las estructuras dañadas o crear otras nuevas, lo que permite el mantenimiento en buenas condiciones de las células, el crecimiento y la reproducción, y reguladora, que consiste en controlar todos los procesos que tienen lugar en el interior de la célula para conseguir que ocurran de modo adecuado.

Las moléculas que los organismos utilizamos como nutrientes son las mismas que forman parte de nuestra composición química, o los elementos que las forman. De ese modo, todos los organismos necesitamos conseguir para nutrirnos agua, sales minerales (en ambos casos son nutrientes minerales), glúcidos, lípidos, proteínas (o más bien sus constituyentes, los aminoácidos) y ácidos nucleicos (o sus elementos, los nucleótidos). Las vitaminas, que muchas veces se citan como un tipo más de nutrientes, no tienen cabida en esa clasificación, porque no son un tipo de moléculas.

Vitaminas y compuestos esenciales

Desde el punto de vista de la nutrición humana, pero no de la Bioquímica, se utiliza con mucha frecuencia el concepto de vitamina, aunque es preferible sustituirlo por el de nutriente esencial. Las vitaminas son un conjunto muy heterogéneo, desde el punto de vista químico, de sustancias orgánicas que tienen en común el hecho de ser necesarias para el funcionamiento del organismo, de modo que su falta o incluso su escasez producen enfermedades graves, o incluso la muerte, y que deben ser consumidas durante nuestra alimentación, puesto que no somos capaces de elaborarlas a partir de otras sustancias.

Sin embargo, las vitaminas pueden tener diferente naturaleza química: las hay que son glúcidos, como la vitamina C, lípidos, como la A, la D o la E, nucleótidos, como la vitamina B₆ o la nicotinamida, o aminoácidos que también resultan esenciales como el triptófano, etc.

La mayoría de los nutrientes realizan varias funciones en el organismo, aunque algunas predominan sobre otras, motivo por el cual se habla de nutrientes energéticos, plásticos o reguladores.

Función energética	Función plástica	Función reguladora
Gúcidos	Sales minerales	Agua
Lípidos	Glúcidos	Sales minerales
	Lípidos	Lípidos
	Proteínas	Proteínas
		Vitaminas*

• El agua regula la temperatura del organismo, transporta sustancias (tanto otros nutrientes como residuos) en disolución y constituye el medio químico en el que ocurren todos los procesos celulares.
• Las sales minerales cumplen con una importante función plástica, ya que constituyen las estructuras que forman los esqueletos (calcio, fósforo), pero también tienen funciones reguladoras fundamentales, como el control de muchas reacciones químicas (calcio, hierro, magnesio) o su participación en el transporte de sustancias en la sangre (hierro).
• Los glúcidos tienen, sobre todo, una función energética. Los glúcidos sencillos, como la sacarosa (azúcar de mesa, frecuente en las frutas), la fructosa (presente en la fruta) o la lactosa (en la leche), se absorben rápidamente y son utilizados por el organismo para conseguir energía en un plazo de tiempo muy corto o para ser almacenados en forma de glucógeno. Otros como el almidón (presente en los cereales o en la pasta) necesitan un tiempo de digestión más lento. Por último, la celulosa, que constituye la fibra vegetal, no se disuelve ni se absorbe, a pesar de lo cual tiene un importante papel regulador al facilitar la digestión dando consistencia a las heces.
• Los lípidos cumplen diferentes funciones en el organismo, todas ellas de gran importancia. Muchos lípidos son utilizados para proporcionar energía que, en lugar de ser utilizada rapidamente, es almacenada y reservada para cuando sea necesario. De este modo, la grasa se acumula bajo la piel formando el panículo adiposo, que cumple esta función, pero también desempeña un papel regulador, ya que contribuye a la regulación de la temperatura del organismo gracias a su capacidad de actuar como aislante térmico. Por otra parte, los lípidos son el componente mayoritario de las membranas plasmáticas y de todos los orgánulos, por lo que también realizan una función plástica, y por último, algunos lípidos actúan como hormonas, o realizan otras funciones de control (vitaminas liposolubles), por lo que también tienen funciones reguladoras.
• Las proteínas desempeñan fundamentalmente una función plástica, ya que son el tipo de biomoléculas que lleva a cabo o hace posible todas las funciones celulares, motivo por el cual deben ser renovadas continuamente. Algunas de ellas, además, cumplen una función reguladora al actuar como hormonas.

Por último, los compuestos de diferente tipo que consideramos vitaminas suelen tener una función reguladora, colaborando con otras moléculas (en especial con las proteínas) en el desarrollo de los procesos celulares.

 El consumo de alimentos

Las dos fuentes de nutrientes que necesita nuestro organismo son la respiración, que nos proporciona el oxígeno, y la alimentación, a través de la cual conseguimos el resto de los nutrientes que vamos a utilizar. Por esa razón, el objetivo de una alimentación equilibrada es proporcionar al organismo todos los nutrientes que precisa en una proporción adecuada para cubrir sus necesidades.

Ahora bien, nuestro organismo utiliza una gran variedad de moléculas; junto a glúcidos, lípidos y proteínas, que deben ser consumidos en cantidades considerables (por lo que reciben el nombre de macronutrientes) también necesita cantidades mucho menores de otros compuestos, tanto orgánicos, procedentes de otros seres vivos, como inorgánicos, es decir, minerales. Además, la cantidad concreta de estos nutrientes que necesita cada individuo depende de un gran número de factores tales como su peso, edad, sexo, actividad, etc. Por estas razones, resulta muy complicado elaborar una dieta "a medida" que permita cubrir de modo preciso todas y cada una de las necesidades de nuestro organismo en cada momento, de modo que la mejor estrategia para conseguir una dieta equilibrada consiste en:

• Consumir una gran variedad de tipos de alimentos, lo que nos garantiza contar con fuentes de todos los tipos de nutrientes que necesitamos.
• Consumir las cantidades adecuadas de alimentos, ni insuficientes, que podrían provocar problemas de desnutrición por falta de energía o de malnutrición por escasez o falta de algún nutriente concreto, ni excesivas, que podrían dar lugar a problemas de obesidad.
• Consumir los alimentos en las proporciones adecuadas, para evitar excesos de algunos tipos de nutrientes (por ejemplo un exceso de grasas puede provocar obesidad, o un consumo excesivo de proteínas dar lugar a la gota) o falta de otros.

La clasificación de los alimentos en grupos, elaborados según sus características nutricionales, facilita la selección de los mismos con vistas a elaborar una dieta adecuada. El agrupamiento más utilizado es la llamada "rueda de los alimentos", que distingue siete grupos:

1.  Productos lácteos: proporcionan proteínas de alta calidad (ricas en aminoácidos esenciales), lactosa, vitaminas, especialmente liposolubles, y calcio, necesario para el desarrollo y mantenimiento del esqueleto.
2. Carnes, pescados y huevos: son una fuente muy importante de proteínas de alta calidad y de algunas vitaminas, en especial la B₁₂. El pescado, además, aporta ácidos grasos insaturados, muy importantes para la construcción de las membranas y que tienen carácter esencial, porque no podemos elaborarnos nosotros. El pescado marino y los mariscos proporcionan yodo, fundamental para el funcionamiento del tiroides, que regula el metabolismo y otros minerales. Los huevos también son ricos en minerales y vitaminas, y proporcionan nutrientes esenciales durante el desarrollo o en etapas de fragilidad (enfermedad, vejez...).
3. Legumbres, tubérculos y frutos secos: las legumbres aportan a la dieta glúcidos, fibra, vitaminas y minerales, aunque sus proteínas son de baja calidad. Esto justifica algunas costumbres tradicionales como combinar legumbres con cereales (lentejas con arroz...) o con carne (cocido, etc.), con lo que unos alimentos complementan las carencias de los otros. Los tubérculos, como la patata son también ricos en glúcidos mientras que los frutos secos, que son de gran valor energético, proporcionan especialmente lípidos insaturados y son una buena fuente de vitamina E, importante en el mantenimiento de los epitelios.
4. Verduras y hortalizas: suponen la fuente fundamental de vitaminas hidrosolubles, minerales, fibra y sustancias antioxidantes. Es importante su consumo en crudo, porque algunas vitaminas (en especial la C) se destruyen al calentar.
5. Frutas: suministran agua, glúcidos, vitaminas hidrosolubles como la C o carotenos y minerales.
6. Pan, pasta, y cereales: los cereales son muy ricos en glúcidos, por lo que su principal beneficio es proporcionar una gran cantidad de energía fácilmente utilizable. Esta es la razón de que deban constituir la base de la alimentación. Los alimentos integrales poseen más fibra y minerales que los refinados.
7. Grasas: los aceites y grasas poseen un elevadísimo contenido energético. Además, si las necesidades energéticas del organismo están cubiertas con glúcidos la mayor parte de estos compuestos tienden a acumularse como reservas. Aun así, son importantes porque son imprescindibles para la construcción de las membranas celulares. Es preferible el uso de grasas de origen vegetal (aceite frente a manteca), y dentro de estas las que posean ácidos grasos insaturados (aceite de oliva). En todo caso, deben ser consumidos con mucha moderación. Es conveniente evitar el consumo de margarinas, porque en su proceso de elaboración se producen ciertos compuestos tóxicos (grasas "trans") que, aunque son eliminados, pueden dejar algunas trazas.

 Junto a los alimentos, es imprescindible un consumo adecuado y suficiente de agua, que mejora el tránsito intestinal evitando el estreñimiento. Se aconseja un consumo diario de unos 2 litros.

La distribución adecuada de estos tipos de alimentos en la dieta se ha representado tradicionalmente mediante la "pirámide de la alimentación", pero desde hace algún tiempo se considera que las proporciones quedan mejor plasmadas en un rombo, en el que cel tamaño de cada sector es proporcional al número de raciones recomendadas.

Nutrición y salud

La malnutrición es una situación de falta de salud que se produce como consecuencia de seguir una dieta poco adecuada. Pueden producirse condiciones de malnutrición tanto por el consumo de una cantidad poco adecuada de alimentos como por la falta o escasez de algún tipo de nutrientes en concreto.

El peso ideal de una persona se calcula mediante el índice de masa corporal, un parámetro que relaciona el peso con la superficie del cuerpo, estimada a partir de la altura. El valor obtenido nos indica el punto medio de un intervalo de valores entre los que debería encontrarse nuestro peso para ser adecuado: se considera que una persona adulta está en su peso ideal si su índice de masa corporal se encuentra entre 18,5 y 25; por debajo de 18,5 pero por encima de 16, se habla de infrapeso, mientras que por debajo de un valor de IMC de 16 se está en una situación de delgadez extrema. Por otra parte, un IMC superior a 25 pero inferior a 30 supone una condición de sobrepeso, mientras que se habla de obesidad cuando el IMC es superior a 30.

Estos valores, sin embargo, son válidos solo para adultos. En niños y jóvenes los márgenes de peso adecuados guardan relación con la edad, ya que van cambiando a lo largo del proceso de desarrollo.

La obesidad consiste en un incremento de la cantidad de grasa corporal por encima de valores saludables. El mayor problema que plantea la obesidad es que incrementa el riesgo de padecer otras enfermedades: cardiovasculares, del aparato digestivo, del aparato locomotor, de la piel...

La anorexia y la bulimia son trastornos de la conducta alimentaria; quienes las padecen tienen una imagen alterada de sí mismos, que tratan de corregir con lo que consideran que es una dieta saludable, aunque su alimentación les provoca graves alteraciones y efectos peligrosos en la salud.

La anorexia es la falta anormal de apetito, que conduce a una pérdida excesiva de peso, hasta el punto de que puede provocar inanición (desnutrición extrema). Aunque puede tener causas físicas, lo normal es que se deba a razones psicológicas: la persona que la padece cree que tiene un peso excesivo, aunque esta opinión no se ajuste a la realidad. La falta de conformidad entre la imagen que tiene de sí mismo y cómo le gustaría ser le lleva a dejar de comer o, incluso, a provocarse el vómito o usar laxantes para evitar absorber lo que ha comido. Es un trastorno que suele aparecer en la adolescencia, y es mucho más frecuente en mujeres que en hombres, aunque últimamente también está aumentando su incidencia en varones.

La bulimia es otro trastorno de la conducta alimenticia que consiste en alternar grandes "atracones" con conductas compensatorias que tratan de evitar las consecuencias de ese exceso de comida, en general provocándose el vómito. No se trata de una conducta opuesta a la anorexia, sino que muchas veces van emparejadas: en algunas ocasiones una persona puede pasar de padecer anorexia a sufrir bulimia, aunque la evolución contraria es poco frecuente.

Existen otras alteraciones de la conducta alimenticia que, aunque son menos frecuentes y producen efectos no tan graves, están aumentando entre la población. La vigorexia consiste en una obsesión por alcanzar un "cuerpo perfecto" siguiendo lo que se considera, erróneamente, una dieta sana que, generalmente, consiste en eliminar los lípidos y consumir un exceso de cereales y proteínas. La falta de lípidos en la dieta puede provocar falta de vitaminas liposolubles mientras que el exceso de proteínas puede dar lugar a problemas como un incremento de los niveles de ácido úrico o gota. Es habitual tratar de compensar las deficiencias alimentarias con complementos dietéticos que, en general, no cubren adecuadamente las necesidades nutricionales. Por último, la ortorexia consiste en una preocupación excesiva por seguir una dieta sana que, aunque no produce efectos graves en la salud, convierte el proceso nutricional en un problema que llega a obsesionar a quien la padece.

Las enfermedades carenciales más habituales son las que se deben, en general, a la falta o insuficiencia de micronutrientes, ya sean vitaminas o minerales. La falta de cada vitamina produce una enfermedad característica, hasta el punto de que el descubrimiento de las estas sustancias está relacionado con la identificación del factor que faltaban en cada enfermedad, y que incluso los nombres tradicionales de cada vitamina se refieren a esas enfermedades: la vitamina A se denominaba antixeroftálmica porque impedía esa enfermedad, la C antiescorbútica, la D antirraquítica...

Por otra parte, el exceso de vitaminas liposolubles (A, D, E y K) también provoca enfermedades, llamadas hipervitaminosis, porque estas sustancias no se eliminan mediante la orina, sino que se acumulan en el hígado, pudiendo llegar a dañarlo.

Una de las enfermedades nutricionales que mayores efectos está provocando en la actualidad es el exceso de colesterol en el organismo. El colesterol es un lípido que se encuentra exclusivamente en productos de origen animal. Es una sustancia necesaria para el organismo, que la utiliza en la formación de las membranas biológicas, pero su exceso puede provocar alteraciones graves en el funcionamiento del sistema circulatorio: el colesterol se traslada a lo largo del organismo, para llegar a las células que lo van a utilizar, a través de la sangre. Cuando la cantidad de colesterol (y de otros lípidos relacionados con él) en la sangre es excesiva, esos lípidos pueden pegarse a las paredes de los vasos sanguíneos, formando acumulaciones llamadas placas de ateroma, que reducen el diámetro útil de los vasos, pudiendo llegar a taponar por completo arteriolas de pequeño tamaño o capilares. Cuando esto ocurre, las zonas de los órganos alimentados por esos vasos sanguíneos dejan de recibir nutrientes y mueren. Esto es particularmente grave cuando sucede en el músculo cardiaco, provocando un infarto de miocardio, o en el cerebro, produciendo un ictus cerebral.

Células y tejidos

La célula, unidad de los seres vivos

La célula es una estructura compleja que se encuentra siempre formando parte de todos los seres vivos. Existen seres vivos formados por una única célula, los organismos unicelulares como los Moneras o los Protistas, mientras que otros tipos de organismos están formados por un gran número de ellas, incluso miles de millones; se trata de los organismos pluricelulares, que forman los otros tres reinos: Hongos, Plantas y Animales.

En todo caso, cada una de las células que forman un organismo tiene la capacidad de nutrirse, relacionarse con el entorno que la rodea y reproducirse, aunque en los organismos pluricelulares estas tres funciones se llevan a cabo coordinadamente con el resto de las células del organismo.  Debido a que reunen estas capacidades, y a que todos los seres vivos están formados por células, se considera que la célula es la unidad de estructura y función de todos los seres vivos, afirmación que se conoce con el nombre de Teoría Celular.

Las células que forman parte de nuestro organismo tienen las mismas características que el resto de las células animales, presentando todos los orgánulos típicos, excepto los flagelos, que solo aparecen en un tipo celular: los espermatozoides.

La estructura y función de los diferentes orgánulos celulares de los eucariotas se resumen en la siguiente imagen:

Lo que los biólogos ven

El tamaño de las células es demasiado pequeño como para poder observar las partes que las forman a simple vista, o incluso con un microscopio óptico. El mejor modo de observar las estructuras celulares es utilizando un microscopio electrónico, que permite observar los diferentes orgánulos celulares.

El microscopio electrónico nos proporciona imágenes en blanco y negro, en las que las zonas más oscuras corresponden a las estructuras más densas. En estas imágenes, las membranas celulares, las estructuras más claramente apreciables, se observan como líneas grises y los ribosomas como puntos oscuros.

Los tejidos

Tanto las plantas como los animales poseen células de distintos tipos, que realizan funciones especializadas en el organismo, aunque todas ellas poseen la misma información genética. La diferencia entre unas y otras se debe, exclusivamente, a que cada tipo celular utiliza solo una parte de todos los genes que posee, mientras que el resto está "inactivo".

Esta diferenciación celular se produce durante el desarrollo embrionario. En esta etapa, cuando las células se dividen van bloqueando algunos de los genes que poseen, de forma que sus descendientes solo pueden emplear los que la célula madre tenía activos. Dicho de otro modo, todas las células de un mismo tipo que hay en un organismo descienden de un antepasado común que se diferenció durante el desarrollo embrionario del individuo.

Esto hace que las células parecidas del organismo se encuentren, en general, próximas entre sí (aunque durante el desarrollo embrionario también se producen movimientos de las células), formando agrupaciones que se denominan tejidos.

En nuestro organismo existen cuatro grandes tipos de tejidos, que en mayor o menor medida están presentes en todos los órganos:

• Los tejidos epiteliales tienen como función el recubrimiento de superficies.
• Los tejidos conectivos o conjuntivos actúan como soporte de otros órganos o tejidos.
• Los tejidos musculares permiten el movimiento de otras partes del organismo.
• El tejido nervioso está especializado en la transmisión de información.

 Todos los tejidos epiteliales se apoyan en una capa no celular llamada membrana o lámina basal. Esto hace que sean tejidos polarizados: su parte basal es diferente a la parte más alejada de la lámina. Sus células están muy unidas entre sí, de modo que no dejan espacios entre ellas. Los epitelios no poseen vasos sanguíneos, sino que se nutren a través de la lámina basal de los capilares del tejido que está bajo ellos. Por último, los epitelios están en crecimiento y multiplicación continua, lo que les permite recuperarse del desgaste continuo que sufren.

Aparatos y sistemas

Los tejidos se agrupan en órganos, estructuras tridimensionales cada una de las cuales realiza una función concreta dentro del organismo, y los órganos, a su vez, se organizan formando aparatos y sistemas. Las diferencias entre estos dos conceptos, aparato y sistema, son sutiles, y poco importantes desde el punto de vista del funcionamiento del organismo. Se habla de sistema cuando en su estructura predomina un tipo de tejido, lo que no ocurre en el aparato. Por otra parte, se considera aparato cuando existe continuidad entre sus órganos, característica que no se da en los sistemas.

En el funcionamiento habitual del organismo, los diferentes aparatos y sistemas se coordinan y trabajan conjuntamente para realizar las grandes funciones de todos los seres vivos:

• Funciones de nutrición:
• Aparato digestivo: procesa los alimentos para aprovechar los nutrientes que contienen, y los absorben, transfiriéndolos al sistema circulatorio. Sus órganos son la boca, el esófago, el estómago, el intestino delgado y el intestino grueso, además de las glándulas anexas: salivares, páncreas e hígado.
• Aparato respiratorio: absorbe el oxígeno del aire y lo hace pasar a la sangre, y recoge el dióxido de carbono del circulatorio para expulsarlo al exterior del organismo. Está formado por las fosas nasales, laringe, tráquea, bronquios y pulmones.
• Sistema circulatorio: distribuye los nutrientes para hacerlos llegar a todas las células del organismo, y retira los residuos llevándolos hasta los órganos encargados de eliminarlos. También interviene en el mantenimiento del equilibrio del organismo (homeostasis). Sus elementos son el corazón, las arterias, las venas y los capilares.
• Aparato excretor: expulsa al exterior del organismo los residuos disueltos que le llegan transportados por la sangre. Se compone de los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra.

• Funciones de relación:
• Sistema tegumentario: protege al organismo de infecciones y agresiones externas, regula la temperatura y recibe estímulos del exterior. Está formado por la piel, el pelo y las uñas.
• Aparato locomotor: proporciona soporte al resto del cuerpo y hace posible el movimiento. Incluye los huesos, los músculos, los tendones y los ligamentos.
• Sistema nervioso: recibe información del exterior y del interior del cuerpo, la procesa y dirige la respuesta adecuada, enviándola al resto del organismo. Incluye el cerebro, el cerebelo, el bulbo raquídeo, la médula espinal y los nervios periféricos.
• Sistema endocrino: regula y controla las respuestas lentas y duraderas que el cuerpo da a cambios externos o internos. Incluye todas las glándulas endocrinas.
• Sistema inmunitario: defiende al organismo de las infecciones provocadas por microorganismos. Incluye los órganos formadores de sangre, los ganglios y los vasos linfáticos.

• Funciones de reproducción
• Aparato reproductor: se encarga tanto de la producción de gametos como de favorecer el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios. Incluye las gónadas, órganos productores de gametos, que son los testículos en el varón y los ovarios en la mujer, las vías genitales y los órganos genitales externos.