Em formação

Sistema digestivo herbívoro


Por que os herbívoros têm muitos tipos diferentes de sistemas digestivos? por exemplo, um coelho tem um sistema digestivo monogástrico e um hipopótamo tem um sistema digestivo pseudo-ruminante, mas ambos são herbívoros.


Isso é como perguntar por que os animais têm tantas maneiras diferentes de se mover rapidamente (cães correm, pássaros voam, cangurus pulam ...) Existe um problema, e a evolução o resolveu de maneiras diferentes.

No caso dos herbívoros (e em particular dos herbívoros que se alimentam de folhas e gramíneas), o problema é que sua alimentação é pobre em nutrientes e rica em celulose indigerível. A solução particular depende de outras pressões evolutivas. Para muitos comedores de folhas e grama, a solução é tornar-se grande, com sistemas digestivos complexos e multifacetados que permitem o processamento longo e lento dos alimentos. Cavalos, hipopótamos e ruminantes tendem a ser grandes. Isso significa que o animal pode comer muito e reter o alimento por muito tempo, permitindo que as enzimas e as bactérias intestinais trabalhem.

Os coelhos, como criaturas escavadoras, não podem evoluir para um tamanho grande, então dependem de uma variedade de bactérias intestinais e coprofagia para passar o alimento por seus intestinos duas vezes.

Os gafanhotos podem produzir sua própria celulase para quebrar a celulose sem assistência microbiana.

Há mais de uma maneira de fazer isso e via de regra, na evolução, para cada solução possível, algum animal estará usando.


Sistema digestivo herbívoro - Biologia

Aproximadamente 50% do carbono orgânico da terra está ligado à celulose. Isso representa uma enorme fonte de energia, mas as células de vertebrados não produzem as celulases necessárias para quebrar esse material abundante.

Felizmente, muitos micróbios produzem celulases que lhes permitem utilizar celulose dietética e outros materiais da parede vegetal. Micróbios celulolíticos habitam o trato digestivo de todos os animais, permitindo que o animal drene e assimile os produtos finais da fermentação, particularmente ácidos graxos de cadeia curta ou voláteis.

O valor relativo da fermentação para a nutrição de um animal depende muito do tamanho de seu tanque de fermentação. A fermentação ocorre no cólon de cães e humanos, mas seu intestino grosso é bastante pequeno e o benefício que obtêm com a fermentação é trivial. Em contraste, os herbívoros vivem da celulose por possuírem enormes tonéis de fermentação como parte de seu trato digestivo.


Estrutura e função do sistema digestivo em moluscos

O filo Mollusca é um dos maiores e mais diversificados entre os filos metazoários, compreendendo muitos milhares de espécies que vivem em ecossistemas oceânicos, de água doce e terrestres. A biologia da alimentação de moluscos é altamente diversa, incluindo pastores onívoros, herbívoros, carnívoros necrófagos e predadores, e até mesmo algumas espécies parasitas. Conseqüentemente, seu sistema digestivo apresenta muitas variações adaptativas. O trato digestivo que começa na boca consiste na cavidade bucal, esôfago, estômago e intestino terminando no ânus. Estão associados vários tipos de glândulas, nomeadamente, glândulas orais e salivares, glândulas esofágicas, glândulas digestivas e, em alguns casos, glândulas anais. A glândula digestiva é a maior e mais importante para a digestão e absorção de nutrientes. O sistema digestivo de cada uma das oito classes de moluscos existentes é revisado, destacando os dados mais recentes disponíveis sobre aspectos histológicos, ultraestruturais e funcionais de tecidos e células envolvidos na absorção de nutrientes, digestão intracelular e extracelular, com ênfase nos tecidos glandulares.

Palavras-chave: Glândula digestiva Trato digestivo Moluscos Glândulas salivares Ultraestrutura.


Sistemas digestivos de invertebrados

Os animais desenvolveram diferentes tipos de sistemas digestivos para ajudar na digestão dos diferentes alimentos que consomem. O exemplo mais simples é o de uma cavidade gastrovascular e é encontrado em organismos com apenas uma abertura para digestão. Platelmintos (vermes planas), Ctenophora (geleias de favo) e Cnidaria (coral, água-viva e anêmonas do mar) usam esse tipo de digestão. Cavidades gastrovasculares, conforme mostrado em [link]uma, são tipicamente um tubo cego ou cavidade com apenas uma abertura, a “boca”, que também funciona como um “ânus”. O material ingerido entra na boca e passa por uma cavidade tubular oca. As células dentro da cavidade secretam enzimas digestivas que decompõem os alimentos. As partículas de alimento são engolfadas pelas células que revestem a cavidade gastrovascular.

O canal alimentar, mostrado em [link]b, é um sistema mais avançado: consiste em um tubo com uma boca em uma extremidade e um ânus na outra. As minhocas são um exemplo de animal com canal alimentar. Uma vez que o alimento é ingerido pela boca, ele passa pelo esôfago e é armazenado em um órgão chamado papo e passa para a moela onde é batido e digerido. Da moela, o alimento passa pelo intestino, os nutrientes são absorvidos e os resíduos são eliminados na forma de fezes, chamadas de fundidos, pelo ânus.



34.1 Sistemas Digestivos

Os animais obtêm sua nutrição do consumo de outros organismos. Dependendo de sua dieta, os animais podem ser classificados nas seguintes categorias: comedores de plantas (herbívoros), comedores de carne (carnívoros) e aqueles que comem plantas e animais (onívoros). Os nutrientes e macromoléculas presentes nos alimentos não são imediatamente acessíveis às células. Existem vários processos que modificam os alimentos dentro do corpo animal para tornar os nutrientes e as moléculas orgânicas acessíveis para o funcionamento celular. Como os animais evoluíram em complexidade de forma e função, seus sistemas digestivos também evoluíram para acomodar suas várias necessidades dietéticas.

Herbívoros, onívoros e carnívoros

Herbívoros são animais cuja principal fonte de alimento é vegetal. Exemplos de herbívoros, conforme mostrado na Figura 34.2, incluem vertebrados como veados, coalas e algumas espécies de pássaros, bem como invertebrados como grilos e lagartas. Esses animais desenvolveram sistemas digestivos capazes de lidar com grandes quantidades de material vegetal. Os herbívoros podem ser classificados em frugívoros (comedores de frutas), granívoros (comedores de sementes), nectívoros (comedores de néctar) e folívoros (comedores de folhas).

Carnívoros são animais que comem outros animais. A palavra carnívoro é derivada do latim e significa literalmente "comedor de carne". Gatos selvagens, como leões, mostrados na Figura 34.3uma e tigres são exemplos de carnívoros vertebrados, assim como cobras e tubarões, enquanto carnívoros invertebrados incluem estrelas do mar, aranhas e joaninhas, mostrado na Figura 34.3b. Carnívoros obrigatórios são aqueles que dependem inteiramente de carne animal para obter seus nutrientes. Exemplos de carnívoros obrigatórios são membros da família dos felinos, como leões e chitas. Carnívoros facultativos são aqueles que também comem alimentos que não sejam de origem animal, além de alimentos de origem animal. Observe que não há uma linha clara que diferencie carnívoros facultativos de cães onívoros seriam considerados carnívoros facultativos.

Onívoros são animais que comem alimentos derivados de plantas e animais. Em latim, onívoro significa comer de tudo. Humanos, ursos (mostrado na Figura 34.4uma), e as galinhas são exemplos de onívoros vertebrados onívoros invertebrados incluem baratas e lagostins (mostrado na Figura 34.4b).

Sistemas digestivos de invertebrados

Os animais desenvolveram diferentes tipos de sistemas digestivos para ajudar na digestão dos diferentes alimentos que consomem. O exemplo mais simples é o de uma cavidade gastrovascular e é encontrado em organismos com apenas uma abertura para digestão. Platelmintos (vermes planas), Ctenophora (geleias de favo) e Cnidaria (coral, água-viva e anêmonas do mar) usam esse tipo de digestão. Cavidades gastrovasculares, conforme mostrado na Figura 34.5uma, são tipicamente um tubo cego ou cavidade com apenas uma abertura, a “boca”, que também funciona como um “ânus”. O material ingerido entra na boca e passa por uma cavidade tubular oca. As células dentro da cavidade secretam enzimas digestivas que decompõem os alimentos. As partículas de alimento são engolfadas pelas células que revestem a cavidade gastrovascular.

O canal alimentar, mostrado na Figura 34.5b, é um sistema mais avançado: consiste em um tubo com uma boca em uma extremidade e um ânus na outra. As minhocas são um exemplo de animal com canal alimentar. Uma vez que o alimento é ingerido pela boca, ele passa pelo esôfago e é armazenado em um órgão chamado papo e passa para a moela onde é batido e digerido. Da moela, o alimento passa pelo intestino, os nutrientes são absorvidos e os resíduos são eliminados na forma de fezes, chamadas de fundidos, pelo ânus.

Sistemas digestivos de vertebrados

Os vertebrados desenvolveram sistemas digestivos mais complexos para se adaptar às suas necessidades dietéticas. Alguns animais têm um estômago único, enquanto outros têm estômagos com várias câmaras. Os pássaros desenvolveram um sistema digestivo adaptado para comer alimentos não mastigados.

Monogástrico: estômago com uma câmara

Como a palavra monogástrico sugere, este tipo de sistema digestivo consiste em uma (“mono”) câmara estomacal (“gástrica”). Humanos e muitos animais têm um sistema digestivo monogástrico, conforme ilustrado na Figura 34.6ab. O processo de digestão começa com a boca e a ingestão dos alimentos. Os dentes desempenham um papel importante na mastigação (mastigação) ou na decomposição física dos alimentos em partículas menores. As enzimas presentes na saliva também começam a decompor quimicamente os alimentos. O esôfago é um longo tubo que conecta a boca ao estômago. Usando o peristaltismo, ou contrações do músculo liso em forma de onda, os músculos do esôfago empurram o alimento em direção ao estômago. Para acelerar a ação das enzimas no estômago, este é um ambiente extremamente ácido, com pH entre 1,5 e 2,5. Os sucos gástricos, que incluem enzimas no estômago, atuam nas partículas dos alimentos e continuam o processo de digestão. A decomposição posterior dos alimentos ocorre no intestino delgado, onde as enzimas produzidas pelo fígado, intestino delgado e pâncreas continuam o processo de digestão. Os nutrientes são absorvidos pela corrente sanguínea através das células epiteliais que revestem as paredes do intestino delgado. O material residual segue para o intestino grosso, onde a água é absorvida e o material residual mais seco é compactado nas fezes e armazenado até ser excretado pelo reto.

Aviário

As aves enfrentam desafios especiais quando se trata de obter nutrição a partir dos alimentos. Eles não têm dentes e, portanto, seu sistema digestivo, mostrado na Figura 34.7, deve ser capaz de processar alimentos não mastigados. Os pássaros desenvolveram uma variedade de tipos de bico que refletem a grande variedade de sua dieta, desde sementes e insetos até frutas e nozes. Como a maioria das aves voa, suas taxas metabólicas são altas para processar os alimentos de maneira eficiente e manter o peso corporal baixo. O estômago das aves tem duas câmaras: o proventrículo, onde o suco gástrico é produzido para digerir o alimento antes que ele entre no estômago, e a moela, onde o alimento é armazenado, embebido e moído mecanicamente. O material não digerido forma pelotas de alimentos que às vezes são regurgitadas. A maior parte da digestão e absorção química ocorre no intestino e os resíduos são excretados pela cloaca.

Conexão de evolução

Adaptações de aves

Os pássaros têm um sistema digestivo simplificado e altamente eficiente. Evidências fósseis recentes mostraram que a divergência evolutiva de pássaros de outros animais terrestres foi caracterizada por agilizar e simplificar o sistema digestivo. Ao contrário de muitos outros animais, os pássaros não têm dentes para mastigar a comida. No lugar dos lábios, eles têm bicos pontiagudos e afiados. O bico córneo, a falta de mandíbulas e a língua menor dos pássaros podem ser rastreados até seus ancestrais dinossauros. O surgimento dessas mudanças parece coincidir com a inclusão de sementes na dieta das aves. Aves comedoras de sementes têm bicos que são moldados para agarrar sementes e o estômago de dois compartimentos permite a delegação de tarefas. Como as aves precisam permanecer leves para voar, suas taxas metabólicas são muito altas, o que significa que digerem a comida muito rapidamente e precisam comer com frequência. Compare isso com os ruminantes, onde a digestão da matéria vegetal leva muito tempo.

Ruminantes

Os ruminantes são principalmente herbívoros como vacas, ovelhas e cabras, cuja dieta consiste em comer grandes quantidades de fibras ou fibras. Eles desenvolveram sistemas digestivos que os ajudam a digerir grandes quantidades de celulose. Uma característica interessante da boca dos ruminantes é que eles não possuem dentes incisivos superiores. Eles usam os dentes inferiores, a língua e os lábios para rasgar e mastigar a comida. Da boca, o alimento segue para o esôfago e para o estômago.

Para ajudar a digerir a grande quantidade de material vegetal, o estômago dos ruminantes é um órgão com múltiplas câmaras, conforme ilustrado na Figura 34.8. Os quatro compartimentos do estômago são chamados de rúmen, retículo, omaso e abomaso. Essas câmaras contêm muitos micróbios que decompõem a celulose e fermentam os alimentos ingeridos. O abomaso é o estômago “verdadeiro” e equivale à câmara estomacal monogástrica, onde o suco gástrico é secretado. A câmara gástrica de quatro compartimentos oferece maior espaço e o suporte microbiano necessário para digerir o material vegetal em ruminantes. O processo de fermentação produz grandes quantidades de gases na câmara do estômago, que devem ser eliminados. Como em outros animais, o intestino delgado desempenha um papel importante na absorção de nutrientes e o intestino grosso auxilia na eliminação de resíduos.

Pseudo-ruminantes

Alguns animais, como camelos e alpacas, são pseudo-ruminantes. Eles comem muito material vegetal e fibras. A digestão do material vegetal não é fácil porque as paredes das células vegetais contêm a molécula polimérica de açúcar celulose. As enzimas digestivas desses animais não conseguem quebrar a celulose, mas os microrganismos presentes no sistema digestivo podem. Portanto, o sistema digestivo deve ser capaz de lidar com grandes quantidades de fibras e quebrar a celulose. Os pseudo-ruminantes têm um estômago de três câmaras no sistema digestivo. No entanto, seu ceco - um órgão em forma de bolsa no início do intestino grosso contendo muitos microrganismos necessários para a digestão de materiais vegetais - é grande e é o local onde as fibras são fermentadas e digeridas. Esses animais não têm rúmen, mas têm omaso, abomaso e retículo.

Partes do sistema digestivo

O sistema digestivo dos vertebrados é projetado para facilitar a transformação da matéria alimentar nos componentes nutrientes que sustentam os organismos.

Cavidade Oral

A cavidade oral, ou boca, é o ponto de entrada do alimento no sistema digestivo, ilustrado na Figura 34.9. O alimento consumido é quebrado em partículas menores pela mastigação, a ação de mastigação dos dentes. Todos os mamíferos têm dentes e podem mastigar seus alimentos.

O extenso processo químico da digestão começa na boca. À medida que o alimento é mastigado, a saliva, produzida pelas glândulas salivares, se mistura com o alimento. A saliva é uma substância aquosa produzida na boca de muitos animais. Existem três glândulas principais que secretam saliva - a parótida, a submandibular e a sublingual. A saliva contém muco que umedece os alimentos e protege o pH dos alimentos. A saliva também contém imunoglobulinas e lisozimas, que têm ação antibacteriana para reduzir a cárie dentária, inibindo o crescimento de algumas bactérias. A saliva também contém uma enzima chamada amilase salivar, que inicia o processo de conversão dos amidos dos alimentos em um dissacarídeo chamado maltose. Outra enzima chamada lipase é produzida pelas células da língua. As lipases são uma classe de enzimas que podem quebrar os triglicerídeos. A lipase lingual inicia a decomposição dos componentes da gordura nos alimentos. A ação de mastigar e molhar fornecida pelos dentes e saliva prepara o alimento em uma massa chamada bolo para deglutição. A língua ajuda a engolir - movendo o bolo alimentar da boca para a faringe. A faringe se abre para duas passagens: a traquéia, que leva aos pulmões, e o esôfago, que leva ao estômago. A traqueia tem uma abertura chamada glote, que é coberta por uma aba cartilaginosa chamada epiglote. Ao engolir, a epiglote fecha a glote e o alimento passa para o esôfago e não para a traqueia. Esse arranjo permite que o alimento seja mantido fora da traqueia.

Esôfago

O esôfago é um órgão tubular que conecta a boca ao estômago. O alimento mastigado e amolecido passa pelo esôfago após ser engolido. Os músculos lisos do esôfago passam por uma série de movimentos semelhantes a ondas chamados peristaltismo, que empurram o alimento em direção ao estômago, conforme ilustrado na Figura 34.10. A onda do peristaltismo é unidirecional - move o alimento da boca para o estômago, e o movimento reverso não é possível. O movimento peristáltico do esôfago é um reflexo involuntário que ocorre em resposta ao ato de engolir.

Um músculo em forma de anel chamado esfíncter forma válvulas no sistema digestivo. O esfíncter gastroesofágico está localizado na extremidade estomacal do esôfago. Em resposta à deglutição e à pressão exercida pelo bolo alimentar, esse esfíncter se abre e o bolo entra no estômago. Quando não há ação de deglutição, esse esfíncter se fecha e evita que o conteúdo do estômago suba pelo esôfago. Muitos animais têm um esfíncter verdadeiro, entretanto, em humanos, não existe um esfíncter verdadeiro, mas o esôfago permanece fechado quando não há ação de deglutição. O refluxo ácido ou “azia” ocorre quando os sucos digestivos ácidos escapam para o esôfago.

Estômago

Uma grande parte da digestão ocorre no estômago, mostrado na Figura 34.11. O estômago é um órgão semelhante a um saco que secreta os sucos digestivos gástricos. O pH do estômago está entre 1,5 e 2,5. Este ambiente altamente ácido é necessário para a decomposição química dos alimentos e a extração de nutrientes. Quando vazio, o estômago é um órgão bastante pequeno, entretanto, pode expandir-se até 20 vezes seu tamanho de repouso quando cheio de comida. Esta característica é particularmente útil para animais que precisam comer quando há comida disponível.

Conexão Visual

Qual das seguintes afirmações sobre o sistema digestivo é falsa?

  1. O quimo é uma mistura de alimentos e sucos digestivos produzidos no estômago.
  2. O alimento entra no intestino grosso antes do intestino delgado.
  3. No intestino delgado, o quimo se mistura com a bile, que emulsifica as gorduras.
  4. O estômago é separado do intestino delgado pelo esfíncter pilórico.

O estômago também é o principal local para a digestão de proteínas em outros animais que não os ruminantes. A digestão das proteínas é mediada por uma enzima chamada pepsina na câmara do estômago. A pepsina é secretada pelas células principais do estômago em uma forma inativa chamada pepsinogênio. A pepsina quebra ligações peptídicas e cliva proteínas em polipeptídeos menores. Ela também ajuda a ativar mais pepsinogênio, iniciando um mecanismo de feedback positivo que gera mais pepsina. Outro tipo de célula - células parietais - secretam íons de hidrogênio e cloreto, que se combinam no lúmen para formar ácido clorídrico, o principal componente ácido dos sucos estomacais. O ácido clorídrico ajuda a converter o pepsinogênio inativo em pepsina. O ambiente altamente ácido também mata muitos microrganismos nos alimentos e, combinado com a ação da enzima pepsina, resulta na hidrólise da proteína dos alimentos. A digestão química é facilitada pela ação de agitação do estômago. A contração e o relaxamento dos músculos lisos misturam o conteúdo do estômago a cada 20 minutos. A comida parcialmente digerida com a mistura de suco gástrico é chamada de quimo. O quimo passa do estômago para o intestino delgado. A digestão de proteínas ocorre no intestino delgado. O esvaziamento gástrico ocorre dentro de duas a seis horas após uma refeição. Apenas uma pequena quantidade de quimo é liberada no intestino delgado por vez. O movimento do quimo do estômago para o intestino delgado é regulado pelo esfíncter pilórico.

Ao digerir proteínas e algumas gorduras, o revestimento do estômago deve ser protegido de ser digerido pela pepsina. Há dois pontos a serem considerados ao descrever como o revestimento do estômago é protegido. Em primeiro lugar, como mencionado anteriormente, a enzima pepsina é sintetizada na forma inativa. Isso protege as células principais, porque o pepsinogênio não tem a mesma funcionalidade enzimática da pepsina. Em segundo lugar, o estômago tem um revestimento de muco espesso que protege o tecido subjacente da ação dos sucos digestivos. Quando esse revestimento mucoso é rompido, podem se formar úlceras no estômago. Úlceras são feridas abertas em ou em um órgão causadas por bactérias (Helicobacter pylori) quando o revestimento mucoso se rompe e não se reforma.

Intestino delgado

O quimo se move do estômago para o intestino delgado. O intestino delgado é o órgão onde a digestão de proteínas, gorduras e carboidratos é concluída. O intestino delgado é um órgão longo em forma de tubo com uma superfície altamente dobrada contendo projeções em forma de dedo chamadas vilosidades. A superfície apical de cada vilo tem muitas projeções microscópicas chamadas microvilosidades. Essas estruturas, ilustradas na Figura 34.12, são revestidas por células epiteliais no lado luminal e permitem que os nutrientes sejam absorvidos do alimento digerido e absorvidos pela corrente sanguínea do outro lado. As vilosidades e microvilosidades, com suas muitas dobras, aumentam a área de superfície do intestino e aumentam a eficiência de absorção dos nutrientes. Os nutrientes absorvidos no sangue são transportados para a veia porta hepática, que leva ao fígado. Lá, o fígado regula a distribuição de nutrientes para o resto do corpo e remove substâncias tóxicas, incluindo drogas, álcool e alguns patógenos.

Conexão Visual

Qual das seguintes afirmações sobre o intestino delgado é falsa?

  1. As células absorventes que revestem o intestino delgado possuem microvilosidades, pequenas projeções que aumentam a área de superfície e auxiliam na absorção dos alimentos.
  2. O interior do intestino delgado possui muitas dobras, chamadas vilosidades.
  3. As microvilosidades são revestidas por vasos sanguíneos e também vasos linfáticos.
  4. O interior do intestino delgado é denominado lúmen.

O intestino delgado humano tem mais de 6 m de comprimento e é dividido em três partes: o duodeno, o jejuno e o íleo. A parte fixa em “forma de C” do intestino delgado é chamada de duodeno e é mostrada na Figura 34.11. O duodeno é separado do estômago pelo esfíncter pilórico que se abre para permitir que o quimo se mova do estômago para o duodeno. No duodeno, o quimo é misturado aos sucos pancreáticos em uma solução alcalina rica em bicarbonato que neutraliza a acidez do quimo e atua como um tampão. Os sucos pancreáticos também contêm várias enzimas digestivas. Os sucos digestivos do pâncreas, fígado e vesícula biliar, bem como das células das glândulas da própria parede intestinal, entram no duodeno. A bile é produzida no fígado e armazenada e concentrada na vesícula biliar. A bile contém sais biliares que emulsificam lipídios, enquanto o pâncreas produz enzimas que catabolizam amidos, dissacarídeos, proteínas e gorduras. Esses sucos digestivos quebram as partículas de alimentos no quimo em glicose, triglicerídeos e aminoácidos. Alguma digestão química dos alimentos ocorre no duodeno. A absorção de ácidos graxos também ocorre no duodeno.

A segunda parte do intestino delgado é chamada de jejuno, mostrado na Figura 34.11. Aqui, a hidrólise de nutrientes é continuada enquanto a maioria dos carboidratos e aminoácidos são absorvidos pelo revestimento intestinal. A maior parte da digestão química e da absorção de nutrientes ocorre no jejuno.

O íleo, também ilustrado na Figura 34.11, é a última parte do intestino delgado e aqui os sais biliares e as vitaminas são absorvidos pela corrente sanguínea. O alimento não digerido é enviado ao cólon a partir do íleo por meio de movimentos peristálticos do músculo. O íleo termina e o intestino grosso começa na válvula ileocecal. O apêndice vermiforme, “semelhante a um verme”, está localizado na válvula ileocecal. O apêndice de humanos não secreta enzimas e tem um papel insignificante na imunidade.

Intestino grosso

O intestino grosso, ilustrado na Figura 34.13, reabsorve a água do material alimentar não digerido e processa o material residual. O intestino grosso humano é muito menor em comprimento em comparação com o intestino delgado, mas é maior em diâmetro. Possui três partes: o ceco, o cólon e o reto. O ceco une o íleo ao cólon e é a bolsa receptora para os resíduos. O cólon é o lar de muitas bactérias ou “flora intestinal” que auxiliam nos processos digestivos. O cólon pode ser dividido em quatro regiões, o cólon ascendente, o cólon transverso, o cólon descendente e o cólon sigmóide. As principais funções do cólon são extrair a água e os sais minerais dos alimentos não digeridos e armazenar os resíduos. Os mamíferos carnívoros têm um intestino grosso mais curto em comparação com os mamíferos herbívoros devido à sua dieta.

Reto e ânus

O reto é a extremidade terminal do intestino grosso, conforme mostrado na Figura 34.13. O papel principal do reto é armazenar as fezes até a defecação. As fezes são impulsionadas por movimentos peristálticos durante a eliminação. O ânus é uma abertura na extremidade oposta do trato digestivo e é o ponto de saída para os resíduos. Dois esfíncteres entre o reto e o ânus controlam a eliminação: o esfíncter interno é involuntário e o esfíncter externo é voluntário.

Órgãos acessórios

Os órgãos discutidos acima são os órgãos do trato digestivo pelos quais os alimentos passam. Órgãos acessórios são órgãos que adicionam secreções (enzimas) que catabolizam os alimentos em nutrientes. Os órgãos acessórios incluem as glândulas salivares, o fígado, o pâncreas e a vesícula biliar. O fígado, o pâncreas e a vesícula biliar são regulados por hormônios em resposta aos alimentos consumidos.

O fígado é o maior órgão interno do ser humano e desempenha um papel muito importante na digestão das gorduras e na desintoxicação do sangue. O fígado produz a bile, um suco digestivo necessário para a quebra dos componentes gordurosos dos alimentos no duodeno. O fígado também processa as vitaminas e gorduras e sintetiza muitas proteínas plasmáticas.

O pâncreas é outra glândula importante que secreta sucos digestivos. O quimo produzido no estômago é altamente ácido por natureza; os sucos pancreáticos contêm altos níveis de bicarbonato, um álcali que neutraliza o quimo ácido. Além disso, os sucos pancreáticos contêm uma grande variedade de enzimas que são necessárias para a digestão de proteínas e carboidratos.

A vesícula biliar é um pequeno órgão que auxilia o fígado, armazenando a bile e concentrando os sais biliares. Quando o quimo contendo ácidos graxos entra no duodeno, a bile é secretada da vesícula biliar para o duodeno.


O que é o sistema digestivo dos herbívoros?

Animais herbívoros têm um tipo especial de sistema digestivo, pois dependem apenas de matéria vegetal. As necessidades de energia, os nutrientes e outros compostos essenciais necessários para a sobrevivência dos herbívoros são atendidos pelas plantas. Os materiais vegetais contêm celulose. Portanto, um tipo especial de mecanismo digestivo é necessário, uma vez que a celulose é apenas digerida pela enzima celulase. Os dentes dos animais herbívoros são achatados, pois precisam triturar o material vegetal na cavidade bucal para completar a digestão mecânica. O sistema digestivo típico de um herbívoro é composto de um único estômago e um intestino longo, juntamente com um ceco grosso.

Os dentes dos herbívoros são altamente específicos para comer matéria vegetal. Os molares dos herbívoros são geralmente planos e largos, o que os ajuda a quebrar e triturar as plantas que ingerem. Os incisivos herbívoros não estão presentes nas mandíbulas superior e inferior, mas são afiados para rasgar o material vegetal. Muitos herbívoros, como cabras, vacas e cavalos, possuem mandíbulas que podem ser movidas para os lados. Em seu grande ceco semelhante a uma bolsa, residem milhões de bactérias que contêm a enzima celulase. Isso ajuda na digestão da celulose. Esta é a razão exata pela qual os animais herbívoros possuem um intestino mais longo do que os animais carnívoros. Herbívoros como vacas, cabras e ovelhas possuem vários estômagos. Estes são chamados de espécies de ruminantes que possuem quatro estômagos. Isso permite que esses animais engulam matéria vegetal parcialmente mastigada misturada com saliva, o que é conhecido como bolus. A matéria vegetal parcialmente mastigada entra primeiro nos dois primeiros estômagos, ou seja, no rúmen e no retículo, respectivamente. Aqui, a matéria vegetal é armazenada até ser levada para uso posterior.

Figura 01: Partes do sistema digestivo dos herbívoros

Quando o animal está em repouso, ele pode tossir o alimento parcialmente mastigado de volta para a cavidade bucal e mastigá-lo completamente, formando outro bolo alimentar. Esse bolo alimentar entra no terceiro e quarto omaso e no abomaso do estômago. No omaso, a parte líquida do bolo alimentar que contém água e minerais é absorvida pela corrente sanguínea. O abomaso é semelhante ao estômago humano, onde ocorre a digestão química dos alimentos e os nutrientes digeridos são absorvidos no intestino delgado.


Evolução

Antes de entrarmos em argumentos evolutivos. Vamos apenas esclarecer alguns equívocos comuns primeiro. Os humanos não evoluíram do chimpanzé ou de qualquer outro primata vivo. Os humanos não evoluíram de grandes macacos para ser outra coisa que nós estão grandes macacos & # 8211 ou Hominidae. Os humanos compartilham um ancestral comum com os chimpanzés; na verdade, os humanos compartilham ancestrais comuns com todos os organismos que já existiram, se você voltar por tempo suficiente. Como os chimpanzés e os humanos são intimamente relacionados, os humanos compartilham um ancestral muito mais recente com os chimpanzés do que, por exemplo, um cavalo.

Na imagem acima, as espécies A, B e C são espécies diferentes. A e B são mais intimamente relacionados do que A e C, e B e C. Onde a seta aponta é o ancestral comum mais recente entre A e B. Isso não significa que A evoluiu de B, mas que A e B evoluíram de uma espécie ancestral que divergia em A e B. Esta espécie não se parecia com A nem com B. Na própria raiz da árvore vivia uma espécie que é o ancestral comum entre A, B e C. Um ponto importante é que A, B e C estão igualmente distantes das espécies na raiz da árvore.

Por último, e este pode ser o mais importante: A evolução não é teleológica. A evolução não tem propósito, objetivo ou objetivo. Não existe mais evoluído ou de-evolução. Os humanos não são mais evoluídos do que os chimpanzés - apenas divergimos em diferentes direções. A unidade quantitativa da evolução é o tempo e, pelo que sei, os humanos não evoluíram mais do que os chimpanzés. A evolução é a mudança dos organismos vivos ao longo do tempo que dependem de muitos fatores, mas um muito menos chance do que algumas pessoas pensam, e nenhum planejamento com antecedência. Não foram criados para serem alimentos.

Evolução humana = perda de sanidade

O que quero dizer com esse subtítulo é que, quando as pessoas refletem sobre a evolução humana para construir um argumento, muitas vezes perdem a capacidade de ver a espécie humana objetivamente e transformar os humanos em algo completamente separado do resto do vasto número de espécies na terra. Os humanos são únicos, mas também o são todas as espécies na Terra. Algumas pessoas até afirmam que a evolução humana parou, e isso é totalmente ridículo.

Eu gostaria de apresentar algo que eu gostaria de chamar de 'Experimento de pensamento Alien David Attenborough': Imagine que você é um biólogo alienígena viajando de um planeta distante para estudar a vida na Terra (eu gosto de usar a voz de David Attenborough & # 8217s para narrar isso, isso é tudo). Você estuda todas as diferentes espécies, descrevendo comportamento, dieta e aparência. Quando você começa a descrever os humanos, que dieta você atribui aos humanos? Que comportamentos você atribuiria aos humanos? Se eu fizesse isso, eu certamente não dizer: "Homo sapiens a dieta por milhares de anos incluiu carne em algumas populações, e menos em algumas, mas, na verdade, elas são feitas para frutas ”nem eu diria:“ Os humanos vivem em edifícios artificiais e usam roupas de tecido; no entanto, este é um estado muito pouco natural para a Homo sapiens espécies". I think that this could be a nice strategy to get away from an anthropocentric prison of mind.

The ancestors of Homo sapiens cooked their food, cooking has been around for approximately a million year (that is around 500 000 years longer than the human species has existed) (Berna et al., 2012 Organ, Nunn, Machanda, & Wrangham, 2011). Traces of humans eating meat is also ancient and seems to have been around for as long as our species existed (Pobiner, 2013). One of our closest relatives the chimpanzee also eats an omnivorus diet with mainly fruits, but occasionally eats animals (McGrew, 1983).

Reflecting to my previous discussion, saying that meat-eating is unnatural because we need to cook it (which we don’t) is a flawed argument. Likewise is the claim that we need to be able to hunt down grazing prey with our bare hands,kill and eat it raw a flawed argument. Due to our highly developed brain, we don’t need that, we find other ways. That trait is no stranger than a lions teeth.

The whole idea of finding an ancient diet that we are “made” for, is just absurd, we are not exactly the same as pre-historic humans. The changes in our environment have led to several adaptations regarding diet. For example, mammals give their young mother’s milk (that is the very definition of mammal). This stops at a certain age and the offspring is able to eat as their parents. Milk contains lactose and mammals have an enzyme called lactase to digest lactose. When the child stops receiving milk, the expression of this enzyme is turned off. However, in some human populations this enzyme remains active through adulthood, which is referred to as lactase persistence. This is thought to be an adaptation to the habit of drinking milk from domesticated animals (Tishkoff et al., 2007).

A different relatively recent human adaptation is a duplication of the gene AMY1 that encodes an enzyme called amylase that digests starch. Duplication of genes typically result in an increased production of the enzyme, thus this is hypothesized as being an adaptation to the use of agriculture which would increase the amount of starch in the diet (Perry et al., 2007). For these adaptations we are talking about, we are in a time frame of

Here I really like to emphasize that the naturalistic fallacy of equating a ‘is’ with a ‘should’, is something we really should avoid. The fact that humans have eaten meat and drinking milk is no argument that we should, unless we had to (we don’t).


Matches of GI System Biochemistry (Enzymes and Transporters) to Changes in Diet Composition

General principles

There is overwhelming evidence that the digestive and absorptive function of the GI tract of animals can vary with diet composition. This flexibility is exhibited at two levels: anatomical, including the overall size and architecture of the GI tract (Section “Models help in understanding the diversity of digestive systems and guide mechanistic, integrative research”) and biochemical, especially the activity of digestive enzymes and transporters. The biochemical flexibility is generally considered to maximize the acquisition of carbon for energy production and essential nutrients for maintenance and growth, while protecting against the acquisition of excessive, potentially toxic, amounts of certain dietary constituents (e.g., iron). Any nutritional imbalance that might arise from this strategy is widely considered to be corrected postabsorption, so that the retention and use of certain nutrients are optimized, while surplus metabolites can be eliminated (249, 416). In this section, the relationship between diet composition and digestive enzyme activity is addressed first, followed by consideration of transporters in the GI tract.

Flexible adjustment of digestive enzymes to diet change

Many studies on vertebrates have demonstrated that the production of digestive enzymes increases with availability of substrate in the gut lumen. For example, this effect has been confirmed in rodents for all of the major pancreatic enzymes (amylase, lipase, and proteases) and enzymes of the intestinal brush border (sucrase-isomaltase, maltase-glucoamylase, and aminopeptidase-N) (246). Other data relate to a variety of mammals, birds, reptiles and fish, as well as a number of invertebrates [reviewed in reference (249)]. This mode of regulation both maximizes the digestibility of substrates and minimizes the cost of synthesizing excess enzyme when the substrate is at low levels. The mechanistic basis of the impact of diet on digestive enzyme activity has not been investigated in most species but, where studied, there is persuasive evidence that differential enzyme activity is underpinned by changes in gene expression. For example, the elevated expression of intestinal sucrase-isomaltase gene in the intestine of rats and mice fed on high-carbohydrate diets is controlled by the transcription factors Cdx-2 and HNF-1 (36) and the recruitment of these transcription factors to the promoter region is correlated with the acetylation of histones H3 and H4 associated with this gene (215). No Drosófila, the activity of amylase in the midgut is significantly higher in larvae feeding on starch diets than sugar diets, and the 5’ cis-regulatory region that regulates gene expression of the amylase genes has been identified (226).

Adaptive variation in digestive enzyme activity with diet composition is crucial to the lifestyle of many animals. For example, female Aedes aegypti mosquitoes feed on both sugar-rich nectar and protein-rich vertebrate blood. The gut protease activity is undetectable in individuals feeding on a sugar meal but, within hours of taking a bloodmeal, the digestive protease activity in the midgut increases rapidly, reaching a maximum after about 2 days. A. aegypti has three trypsin genes expressed in the midgut. The synthesis of two trypsins, known as the late trypsins, is regulated by dietary protein content. Initial production (within 3 h of feeding) is from a preformed mRNA, in response to protein in the blood and subsequent production (8� h after feeding) comes from de novo trypsin gene expression, induced by amino acid products of trypsin-mediated digestion of blood proteins (146). The other midgut trypsin, called early trypsin, is synthesized constitutively.

Nevertheless, some studies have found that the secretion of digestive enzymes does not vary in a simple fashion with substrate concentration. For some insects feeding on a nutritionally unbalanced diet, such that one dietary component is in excess, the enzymes mediating the degradation of that dietary component can be downregulated. For example, locusts Locusta migratoria feeding on diets with excess protein or carbohydrate display reduced activity of digestive α-chymotrypsin and α-amylase, respectively (93) ( Fig. 14 ). These data suggest that an insect has the capacity to regulate digestive enzymes homeostatically, such that enzymes yielding nutrients in excess are secreted at lower rates than enzymes that generate nutrients in deficit. The production of some digestive enzymes appears to be regulated by integrated sensing of both the nutrients available in the gut and the nutritional requirements of the animal. This complexity may not be revealed in the nutritionally sufficient diets that are commonly used for laboratory maintenance of animals, but could be important for animals in the field with access diets of variable and often suboptimal composition.

The activity of α-chymotrypsin and α-amylase in the gastrointestinal tract of the locust L. migratoria fed on diets of different composition: PC (21% protein:21% carbohydrate), pc (10.5% protein: 10.5% carbohydrate), Pc (35% protein: 7% carbohydrate), and pC (7% protein: 35% carbohydrate). The enzyme activities were downregulated in insects on diets containing an excess of the substrate. [Data from Fig. 1 C and D of Clissold et al. (93).]

Flexible adjustments of transporters to diet change

Current understanding of the matching of transporter function to diet composition derives largely from the classic work of Diamond and colleagues (120, 149) conducted on isolated intestine preparations of mice. The transport of nutrients that are metabolized for energy production increase with increasing dietary supply, while those mediating the uptake of essential but non energy-yielding nutrients tend to decrease with increasing dietary supply. Thus, transporter activity for sugars (e.g., glucose and fructose) and nonessential and essential amino acids and peptides increase with their content in the diet, but transport of most vitamins and minerals decrease with dietary content. Interestingly, the uptake of dietary essential amino acids, such as histidine, lysine, leucine, and methionine, tends to increase slightly at low dietary levels (the reverse of the response to nonessential amino acids), indicating the central role of dietary essential amino acids for protein synthesis and use of nonessential amino acids as a respiratory substrate. How this differential response to essential versus nonessential amino acids is achieved despite the overlapping substrate specificities of the various amino acid transporters ( Table 3 ) is not fully understood.

Kinetic analyses of nutrient uptake indicate that the diet-dependent variation in sugar and amino acids transporter activity is mediated predominantly by changes in the density of transporters on the apical membrane (149). Two processes can mediate increased transporter function: recruitment of preexisting transporter protein in the cytoplasm to the membrane (as occurs for GLUT2 in response to dietary glucose, see Section �sorption of carbohydrates”), and elevated gene expression. Most research has focused on expression response to dietary nutrients. For example, in response to high dietary supply of sugars, the expression of genes encoding the transporters SGLT1 (for glucose) and GLUT5 (for fructose) is increased. GLUT5 expression is elevated in isolated rat intestine preparations perfused with fructose (425) horses fed on diets with high levels of digestible carbohydrate display elevated expression of SGLT1 in both the duodenum and ileum (133) and piglets raised on isoenergetic diets with different concentrations of digestible carbohydrate exhibit elevated expression of SGLT1 when fed on diets with more than 50% digestible carbohydrate (330) ( Fig. 15 ).

The effect of dietary soluble carbohydrate on the transcript abundance of the glucose transporter gene SGLT1 in (A) the mid-intestine of 28-day-old piglets and (B) the duodenum of horses fed sequentially on different diets including hay (essentially starch-free) and grain (containing 0.3% starch). [Data from Fig. 1A of reference (330) and Fig. 3A of reference (133).]

The activity of the Pept-1 peptide transporter in the intestine is elevated by high dietary protein. In the rat intestine, the Pept-1 mRNA is elevated twofold in the intestine of rats fed on high-protein diet (50% protein), relative to low-protein diet (4%), and this effect of high dietary protein can be replicated by a dietary supplement of a single dipeptide Gly-Phe (142, 400).

The expression of various transporter genes is regulated in anticipation of food. Adult rats exhibit diurnal variation in expression of sugar transporters in the intestine, with induction of GLUT2 (glucose transporter), GLUT5 (fructose transporter), and Pept-1 expression 3 to 4 h before the onset of peak feeding by the animal (100, 371, 402). Diurnal variation of GLUT2 and Pept-1 is regulated by the vagus nerve, and GLUT5 by paracrine and endocrine signals in the intestine (371, 427). In addition, preexisting pools of transporter proteins, probably localized in the cytosol, are likely localized to the membrane this can achieve more rapid changes in transporter activity than changes in gene expression.

The central role of transporters in the modulation of absorption with diet raises important questions about the capacity of an animal to regulate uptake of nutrients with significant levels of passive absorption. For these nutrients, uptake is predicted to increase monotonically with concentration in the gut lumen. The uptake of the vitamins pantothenic acid, ascorbic acid, and choline conforms to this expectation. Absorption of these vitamins is predominantly passive and, unlike other essential nutrients, it is not upregulated in response to low dietary supply (418). Nutrients that are taken up by the paracellular route are also predicted not to be tightly regulated. This effect is important, for example, for the uptake of various solutes by passerine birds, for which paracellular absorption is significant (Section “Paracellular transport of organic molecules”).


Biology Digestive Systems Essay Example

Even thought its not part of the digestive system teeth are very resourceful for aiding digestion, in all Herbivores they have a Horny pad which helps initially crush the food and a meeseter that is larger than that of a carnivore so it can chew for longer, they have cainines at the front and molars and pre molars that grind at the back, so that the foodis crushed and soft making the break down and digestion of food easier. Example: Cow chews its food for a long time to crush it andmake it easier to digest, then the food moves down the oesophagus to the Rumen (the first partof the stomach where the fermentation occurs, then the next stage it moves to the honeycomb like chamber called the Reticulum (which prepares food for regurtitation), then it regurgitates it back up and starts again, once its been through this stage enough the third part is the omasum, then finally moves onto the abomasum (rennet stomach).

Carnivore: Carnivores have very different digestive systems because of the different diet, carnivores eat predominantly meat, so therefore there is more protein and less cellulose, so the digestion will occur in the stomach and further more finish in the duodenum, (part of the small intestine just under the stomach) so the insides need to have different purposes for the digestion,absorbtion of nutrients occurs largelyin small intestine. They have an average sized stomache in relation to their size, alot of the digestion occurs in the stomach, they have a very short colon and a short and wide small intestine, and their caecum and appendix is poorly developed and for all intensive purposes are not aknowledged.

To aid digestion prior to entering the stomach (even though its not part of the digestive system) their teeth, they have long sharp canines for trapping and locking prey in their mouth, and for stabbing, then theres the premolars for cutting and molars for grinding and the carnissals to cut and break. Example: A Tasmanian devil will eat its prey which is swallowed and follows down the oesophagus to the stomach then follows the small intestine to the caecum, then lastly passes through the large intestine,to the anus. Nectar feeding animal: Nectar feeders eat the nectar from plants so therefore they dont have use for teeth, they have a long papillae (hair like tounge) to pick up the nectar.

They have a very small stomach because of the nectar only diet, (Nectar being mostly made up of sugar) they dont need to do alot of digestion so stomach isnt put to alot of use, and their intestines arent very long mainly used for degestion of pollen. Example: Honey Possum has a much simpiler digestive system,it only consists of the stomach, intestine then the anus. Vertebrate Herbivore is an animal with a backbone that eats plant matter, it would have a digestive system that consists of a long small intestine, a well developed large caecum, and a long colon, with two types of digestion, depending on the different herbivores hindgut and foregut digestion.

The long small intestine is so, because it contains a lot of cellulose and fiber makes up their diet these components are difficult to digest, so therefore herbivores need longer digestive systems to cope with the nutrients. The well developed large caecum is so that the cellulose from the plants can be stored and fermented. The long colon in herbivorous animals, tends to be a highly advanced organ involved in water and electrolyte absorption, vitamin absorbtion and production, and fermentation of fibrous plant materials. The colons of herbivores are usually wider than their small intestine. Vertebrate Carnivore is an animal with a backbone that eats mostly meat, its digestive system would be made up of large stomach, a small non exsistant caecum and appendix and the small intestine, and large intestine. A carnivore’s saliva does not contain digestive enzymes.

Carnivores have a simple (single-chambered) stomach as opposed to Herbivores which can have 4 chambers for example cows. Since most carnivores average a kill only about once a week, a large stomach volume is a plus because it allows them to fill up when eating, taking in as much meat as possible at once which can then be put off to be digested at a later time. A carnivore’s stomach also secretes powerful digestive enzymes with about 10 times the amount of hydrochloric acid than a human or herbivore. A carnivore’s small intestine is a tool designed for rapid elimination of food that rots quickly. A carnivore’s large intestine is relatively short.

This passage is also relatively smooth and runs fairly straight so that fatty wastes high in cholesterol can be easily eliminated out before they start to putrefy. The large stomach is useful and big because their diet is mostly protein so most of the digestion will occur in the stomach, and it needs to be large enough. The small non existent caecum and appendix are because those are only used in Herbivores because the meat (protein) in the carnivores diet doesnt need to be fermented like the herbivores they dont require use of the caecum. The large intestine (colon) of carnivores is simple and very short, as its only purposes are to absorb salt and water.


Examples of omnivores

Omnivores such as the (a) bear and (b) crayfish eat both plant- and animal-based food. While their food options are greater than those of herbivores or carnivores, they are still limited by what they can find to eat, or what they can catch.

Carnivores are animals that eat other animals. The word carnivore is derived from Latin and means "meat eater." Wild cats, such as lions and tigers, are examples of vertebrate carnivores, as are snakes and sharks, while invertebrate carnivores include sea stars, spiders, and ladybugs . Obligate carnivores are those that rely entirely on animal flesh to obtain their nutrients examples of obligate carnivores are members of the cat family. Facultative carnivores are those that also eat non-animal food in addition to animal food. Note that there is no clear line that differentiates facultative carnivores from omnivores dogs would be considered facultative carnivores.


Assista o vídeo: Fisiología digestiva de monogástricos herbívoros (Janeiro 2022).