La anatomía comparada de comer
por Milton R. Mills, MD
Los humanos a menudo son descritos como “omnívoros”. Esta clasificación se basa en la “observación” de que los humanos generalmente comen una gran variedad de alimentos de origen vegetal y animal. Sin embargo, la cultura, la costumbre y el entrenamiento son variables de confusión cuando se analizan las prácticas dietéticas humanas. Por lo tanto, la “observación” no es la mejor técnica para usar al tratar de identificar la dieta más “natural” para los humanos. Si bien la mayoría de los seres humanos son claramente omnívoros “conductuales”, la pregunta sigue siendo si los seres humanos son anatómicamente adecuados para una dieta que incluya alimentos tanto animales como vegetales.
Una técnica mejor y más objetiva es observar la anatomía y la fisiología humanas. Los mamíferos se adaptan anatómica y fisiológicamente para conseguir y consumir determinados tipos de dietas. (Es una práctica común cuando se examinan los fósiles de mamíferos extintos examinar las características anatómicas para deducir la probable dieta del animal.) Por lo tanto, podemos observar a los mamíferos carnívoros, herbívoros (herbívoros) y omnívoros para ver qué características anatómicas y fisiológicas están asociadas con cada tipo de dieta. Luego podemos ver la anatomía y fisiología humana para ver a qué grupo pertenecemos.
Cavidad oral
Los carnívoros tienen una abertura de boca ancha en relación con el tamaño de su cabeza. Esto confiere ventajas obvias en el desarrollo de las fuerzas utilizadas para capturar, matar y desmembrar presas. La musculatura facial se reduce, ya que estos músculos obstaculizarían una amplia bocanada y no participarían en la preparación del alimento para la deglución del animal. En todos los carnívoros de mamíferos, la articulación de la mandíbula es una simple articulación de bisagra que se encuentra en el mismo plano que los dientes. Este tipo de articulación es extremadamente estable y actúa como punto de pivote para los “brazos de palanca” formados por las mandíbulas superior e inferior. El músculo primario utilizado para operar la mandíbula en carnívoros es el músculo temporal. Este músculo es tan masivo en los carnívoros que representa la mayor parte del bulto de los lados de la cabeza (cuando acaricias a un perro, acaricias sus músculos temporales). El “ángulo” de la mandíbula (mandíbula inferior) en carnívoros es pequeño. Esto se debe a que los músculos (maseteros y pterigoideos) que se adhieren allí son de menor importancia en estos animales. La mandíbula inferior de los carnívoros no puede avanzar y tiene un movimiento muy limitado de lado a lado. Cuando la mandíbula de un carnívoro se cierra, los molares de la mejilla en forma de cuchilla se deslizan uno sobre el otro para dar un movimiento de corte que es muy efectivo para cortar la carne del hueso.
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Los dientes de un carnívoro están discretamente espaciados para no atrapar restos fibrosos. Los incisivos son cortos, puntiagudos y con forma de diente y se utilizan para sujetar y triturar. Los caninos son muy alargados y parecidos a una daga para apuñalar, desgarrar y matar presas. Los molares (carnasiales) son aplanados y triangulares con bordes dentados que funcionan como cuchillas de bordes dentados. Debido a la articulación tipo bisagra, cuando un carnívoro cierra la mandíbula, los dientes de la mejilla se unen de manera hacia atrás dando un movimiento de corte suave como las cuchillas en un par de tijeras.
La saliva de los animales carnívoros no contiene enzimas digestivas. Al comer, un carnívoro mamífero se hinca rápidamente y no mastica su comida. Dado que las enzimas proteolíticas (que digieren proteínas) no pueden liberarse en la boca debido al peligro de la autodigestión (que daña la cavidad oral), los carnívoros no necesitan mezclar sus alimentos con la saliva; simplemente muerden enormes trozos de carne y los tragan enteros.
De acuerdo con la teoría de la evolución, las características anatómicas consistentes con una dieta herbívora representan una condición derivada más recientemente que la del carnívoro. Los mamíferos herbívoros tienen una musculatura facial bien desarrollada, labios carnosos, una abertura relativamente pequeña en la cavidad oral y una lengua muscular engrosada. Los labios ayudan a mover los alimentos hacia la boca y, junto con la musculatura facial y la lengua, ayudan a masticar los alimentos. En los herbívoros, la articulación de la mandíbula se ha movido a una posición por encima del plano de los dientes. Aunque este tipo de articulación es menos estable que la articulación tipo bisagra del carnívoro, es mucho más móvil y permite los complejos movimientos de la mandíbula necesarios al masticar alimentos vegetales. Además, este tipo de articulación de la mandíbula permite que los dientes superiores e inferiores de las mejillas se junten a lo largo de la mandíbula más o menos a la vez cuando la boca está cerrada para formar plataformas de trituración. (Este tipo de articulación es tan importante para un animal que se alimenta de plantas, que se cree que ha evolucionado al menos 15 veces diferentes en varias especies de mamíferos que se alimentan de plantas.) El ángulo de la mandíbula se ha expandido para proporcionar una amplia área de unión para el masetero bien desarrollado y los músculos pterigoideos (estos son los músculos principales de la masticación en animales que comen plantas). El músculo temporal es pequeño y de menor importancia. El masetero y los músculos pterigoideos sujetan la mandíbula en una disposición similar a un cabestrillo y hacen girar la mandíbula de lado a lado. Por consiguiente, la mandíbula inferior de los mamíferos que comen plantas tiene un movimiento lateral pronunciado cuando comen. Este movimiento lateral es necesario para el movimiento de molienda de la masticación.
La dentición de los herbívoros es muy variada según el tipo de vegetación que una especie en particular esté adaptada para comer. Aunque estos animales difieren en los tipos y números de dientes que poseen, los diversos tipos de dientes, cuando están presentes, comparten características estructurales comunes. Los incisivos son anchos, aplanados y con forma de pala. Los caninos pueden ser pequeños como en caballos, prominentes como los hipopótamos, cerdos y algunos primates (se cree que se usan para la defensa) o ausentes del todo. Los molares, en general, son cuadrados y aplanados en la parte superior para proporcionar una superficie de molienda. Los molares no pueden deslizarse verticalmente uno tras otro en un movimiento de corte / corte, pero se deslizan horizontalmente uno sobre el otro para aplastar y moler. Las características de la superficie de los molares varían según el tipo de material vegetal que come el animal. Los dientes de los animales herbívoros se agrupan estrechamente de modo que los incisivos forman un mecanismo eficiente de recorte / mordida, y los molares superiores e inferiores forman plataformas extendidas para triturar y moler. La cavidad oral “amurallada” tiene una gran cantidad de espacio potencial que se realiza durante la comida.
Estos animales cuidadosamente y metódicamente mastican su comida, empujando la comida hacia adelante y hacia atrás en los dientes con la lengua y los músculos de la mejilla. Este proceso minucioso es necesario para romper mecánicamente las paredes celulares de las plantas con el fin de liberar el contenido intracelular digerible y garantizar una mezcla completa de este material con su saliva. Esto es importante porque la saliva de los mamíferos que se alimentan de plantas a menudo contiene enzimas que digieren carbohidratos que comienzan a descomponer las moléculas de los alimentos mientras los alimentos están todavía en la boca.
Estómago y intestino delgado
Se observan diferencias notables entre carnívoros y herbívoros en estos órganos. Los carnívoros tienen un estómago simple (una sola cámara) de gran capacidad. El volumen estomacal de un carnívoro representa el 60-70% de la capacidad total del sistema digestivo. Debido a que la carne se digiere con relativa facilidad, su intestino delgado (donde se produce la absorción de las moléculas de los alimentos) es corto, de tres a cinco o seis veces la longitud corporal. Dado que estos animales promedian una muerte solo una vez a la semana, un gran volumen estomacal es ventajoso porque permite que los animales se atormenten rápidamente al comer, ingiriendo la mayor cantidad posible de carne al mismo tiempo y luego puede digerirla más tarde mientras descansa. Además, la capacidad del estómago carnívoro para secretar ácido clorhídrico es excepcional. Los carnívoros son capaces de mantener su pH gástrico alrededor de 1-2 incluso con la comida presente. Esto es necesario para facilitar la descomposición de las proteínas y eliminar las abundantes bacterias peligrosas que a menudo se encuentran en los alimentos de carne en descomposición.
Debido a la relativa dificultad con la que varios tipos de alimentos vegetales se descomponen (debido a grandes cantidades de fibras no digeribles), los herbívoros tienen significativamente más largo y, en algunos casos, mucho más elaborados intestinos que los carnívoros. Los animales herbívoros que consumen plantas que contienen una alta proporción de celulosa deben “fermentar” (digerir mediante acción enzimática bacteriana) sus alimentos para obtener el valor nutritivo. Se clasifican como “rumiantes” (fermentadores del intestino anterior) o fermentadores del intestino posterior. Los rumiantes son los animales que comen plantas con los célebres estómagos de cámaras múltiples. Los animales herbívoros que comen una dieta de vegetación relativamente blanda no necesitan un estómago de cámaras múltiples. Por lo general, tienen un estómago simple y un intestino delgado largo. Estos animales fermentan las partes fibrosas difíciles de digerir de sus dietas en sus hindgs (dos puntos). Muchos de estos herbívoros aumentan la sofisticación y la eficiencia de sus tractos GI al incluir enzimas que digieren carbohidratos en su saliva. Un proceso de fermentación de estómago múltiple en un animal que consumió una dieta de vegetación suave y pulposa sería un desperdicio energético. Los nutrientes y las calorías serían consumidos por las bacterias fermentadoras y los protozoos antes de llegar al intestino delgado para su absorción. El intestino delgado de los animales que comen plantas tiende a ser muy largo (más de 10 veces la longitud del cuerpo) para permitir un tiempo y espacio adecuados para la absorción de los nutrientes.
Colon
El intestino grueso (colon) de los carnívoros es simple y muy corto, ya que sus únicos propósitos son absorber la sal y el agua. Tiene aproximadamente el mismo diámetro que el intestino delgado y, en consecuencia, tiene una capacidad limitada para funcionar como un reservorio. El colon es corto y no tiene bolsa. El músculo se distribuye por toda la pared, dando al colon una apariencia cilíndrica suave. Aunque una población bacteriana está presente en el colon de carnívoros, sus actividades son esencialmente putrefactas.
En los animales herbívoros, el intestino grueso tiende a ser un órgano altamente especializado que participa en la absorción de agua y electrolitos, la producción y absorción de vitaminas y / o la fermentación de los materiales vegetales fibrosos. Los dos puntos de los herbívoros son generalmente más anchos que su intestino delgado y son relativamente largos. En algunos mamíferos herbívoros, el colon tiene una apariencia de bolsa debido a la disposición de las fibras musculares en la pared intestinal. Además, en algunos herbívoros, el ciego (la primera sección del colon) es bastante grande y sirve como el sitio de fermentación primario o accesorio.
¿Qué hay de los omnívoros?
Uno esperaría que un omnívoro mostrara las características anatómicas que lo equipan para comer alimentos tanto animales como vegetales. De acuerdo con la teoría de la evolución, la estructura del intestino de los carnívoros es más primitiva que las adaptaciones de los herbívoros. Por lo tanto, se puede esperar que un omnívoro sea un carnívoro que muestre algunas adaptaciones del tracto gastrointestinal a una dieta herbívora.
Esta es exactamente la situación que encontramos en Bear, Raccoon y ciertos miembros de las familias caninas. (Esta discusión se limitará a los osos porque son, en general, representativos de los omnívoros anatómicos). Los osos se clasifican como carnívoros pero son omnívoros anatómicos clásicos. Aunque comen algunos alimentos de origen animal, los osos son principalmente herbívoros, con un 70-80% de su dieta compuesta de alimentos vegetales. (La única excepción es el oso polar que vive en el ártico helado y pobre en vegetación y se alimenta principalmente de grasa de foca). Los osos no pueden digerir bien la vegetación fibrosa y, por lo tanto, son alimentadores altamente selectivos. Su dieta está dominada principalmente por hierbas suculentas prestas, tubérculos y bayas. Muchos científicos creen que la razón por la cual hibernate es porque su alimento principal (vegetación suculenta) no está disponible en los fríos inviernos del norte. (Curiosamente, los osos polares hibernan durante los meses de verano cuando las focas no están disponibles).
En general, los osos exhiben características anatómicas consistentes con una dieta carnívora. La articulación de la mandíbula de los osos está en el mismo plano que los dientes molares. El músculo temporal es masivo, y el ángulo de la mandíbula es pequeño, lo que corresponde al papel limitado que juegan los músculos pterigoideo y masetero al operar la mandíbula. El intestino delgado es corto (menos de cinco veces la longitud del cuerpo) como el de los carnívoros puros, y el colon es simple, liso y corto. La adaptación más destacada a una dieta herbívora en osos (y otros omnívoros “anatómicos”) es la modificación de su dentadura. Los osos retienen los incisivos tipo clavija, los caninos grandes y los premolares de corte de un carnívoro; pero los molares se han cuadrado con cúspides redondeadas para triturar y moler. Sin embargo, los osos no han adoptado las uñas planas y romas que se ven en la mayoría de los herbívoros y conservan las garras alargadas y puntiagudas de un carnívoro.
Un animal que captura, mata y come presas debe tener el equipo físico que hace que la depredación sea práctica y eficiente. Dado que los osos incluyen cantidades significativas de carne en su dieta, deben conservar las características anatómicas que les permitan capturar y matar animales de presa. Por lo tanto, los osos tienen una estructura de mandíbula, musculatura y dentición que les permite desarrollar y aplicar las fuerzas necesarias para matar y desmembrar a sus presas a pesar de que la mayoría de su dieta se compone de alimentos vegetales. Aunque una articulación mandibular de estilo herbívoro (por encima del plano de los dientes) es una articulación mucho más eficiente para triturar y moler la vegetación y permitiría potencialmente a los osos explotar una gama más amplia de alimentos vegetales en su dieta, es una articulación mucho más débil que la articulación carnívora tipo bisagra. La articulación de la mandíbula de estilo herbívoro se luxa con relativa facilidad y no resistiría bien bajo la presión de someter a las presas en apuros y / o aplastar los huesos (ni permitiría a los grandes carnívoros boquiabiertos). En la naturaleza, un animal con una mandíbula dislocada morirá de hambre o será devorado por otra cosa y, por lo tanto, será seleccionado en contra. Una especie determinada no puede adoptar la articulación de herbívoro más débil pero más móvil y eficiente hasta que se haya comprometido a una prueba de dieta de alimentos esencialmente vegetales que conlleva la luxación de la mandíbula, la muerte y, en última instancia, la extinción.
¿Que hay de mí?
El tracto gastrointestinal humano presenta las modificaciones anatómicas consistentes con una dieta herbívora. Los humanos tienen labios musculosos y una pequeña abertura en la cavidad oral. Muchos de los llamados “músculos de la expresión” son en realidad los músculos utilizados para masticar. La lengua muscular y ágil esencial para comer, se ha adaptado para usar en el habla y otras cosas. La articulación mandibular está aplanada por una placa cartilaginosa y se encuentra muy por encima del plano de los dientes. El músculo temporal está reducido. La característica “mandíbula cuadrada” de los machos adultos refleja el proceso angular expandido de la mandíbula y el grupo de músculos maseteros / pterigoideos agrandados. La mandíbula humana puede moverse hacia delante para acoplarse a los incisivos, y de lado a lado para aplastar y moler.
Los dientes humanos también son similares a los que se encuentran en otros herbívoros, con la excepción de los caninos (los caninos de algunos de los simios son alargados y se cree que se utilizan para la exhibición y / o defensa). Nuestros dientes son bastante grandes y generalmente chocan uno contra el otro. Los incisivos son planos y con forma de pala, útiles para pelar, cortar y morder materiales relativamente blandos. Los caninos no son dentados ni cónicos, sino que son aplanados, romos y pequeños y funcionan como incisivos. Los premolares y molares son cuadrados, aplastados y nodulares, y se utilizan para triturar, moler y despulpar alimentos no gruesos.
La saliva humana contiene la enzima digestiva de carbohidratos, amilasa salival. Esta enzima es responsable de la mayoría de la digestión de almidón. El esófago es angosto y se adapta a bolas pequeñas y blandas de alimentos completamente masticados. Comer con rapidez, tratar de tragar una gran cantidad de comida o tragar alimentos fibrosos y / o mal masticados (la carne es el culpable más frecuente) a menudo resulta en asfixia en los humanos.
El estómago del hombre es de una sola cámara, pero solo moderadamente ácida. (Clínicamente, una persona que presenta un pH gástrico menor de 4-5 cuando hay alimentos en el estómago es motivo de preocupación). El volumen del estómago representa aproximadamente el 21-27% del volumen total del tracto gastrointestinal humano. El estómago sirve como cámara de mezcla y almacenamiento, mezclando y licuando los alimentos ingeridos y regulando su entrada en el intestino delgado. El intestino delgado humano es largo, con un promedio de 10 a 11 veces la longitud corporal. (Nuestro intestino delgado tiene un promedio de 22 a 30 pies de longitud. El tamaño del cuerpo humano se mide desde la parte superior de la cabeza hasta el final de la columna y tiene un promedio de dos a tres pies en individuos de tamaño normal).
El colon humano demuestra la estructura de la bolsa peculiar de los herbívoros. El intestino grueso distensible es más grande en sección transversal que el intestino delgado, y es relativamente largo. El colon del hombre es responsable de la absorción de agua y electrolitos y de la producción y absorción de vitaminas. También hay una fermentación bacteriana extensa de materiales de plantas fibrosas, con la producción y absorción de cantidades significativas de energía alimentaria (ácidos grasos de cadena corta volátiles) dependiendo del contenido de fibra de la dieta. El grado en que la fermentación y absorción de los metabolitos tiene lugar en el colon humano ha comenzado a investigarse recientemente.
En conclusión, vemos que los seres humanos tienen la estructura del tracto gastrointestinal de un herbívoro “comprometido”. La humanidad no muestra las características estructurales mixtas que uno espera y encuentra en omnívoros anatómicos como los osos y los mapaches. Por lo tanto, al comparar el tracto gastrointestinal de los humanos con el de los carnívoros, herbívoros y omnívoros debemos concluir que el tracto GI de la humanidad está diseñado para una dieta puramente vegetal.
