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Tema VI. Los seres vivos y la energía

Organismos

Autótrofos: aprovechan la energía química o lumínica para transformar moléculas sencillas (CO2, H2O, NH3) en moléculas orgánicas complejas

Heterótrofos: Obtienen energía a partir de las moléculas sintetizadas por los autótrofos

Biología. Curso de acceso

Nutrición: Proceso biológico por el cual los seres vivos utilizan, transforman e incorporan a sus estructuras una serie de sustancias (nutrientes) que obtienen del medio.

Objetivos de la nutrición

Aporte de energía

Aporte de materia prima para la construcción de nuevas estructuras

Aporte de sustancias necesarias para la regulación de los procesos metabólicos


CO2

H2OGlucosa (C6H12O6)

Luz solar

Fotosíntesis

Organismos Autótrofos

Organismos Heterotrofos

Almidón

Celulosa

Etc…

Glucosa

Almidón

Etc..

Degradación de macromoléculas y obtención de energíaRespiración celular

Cloroplastos

Mitocondrias

O2

O2CO2

H2O


Fotosíntesis Respiración

Materia Prima CO2, H2O, Luz Glucosa

Subproducto O2 CO2, H2O

Producto Glucosa ATP (Energía)

Balance energético

Negativo (Gasto de energía)

Positivo (Ganancia de energía)

Células implicadas Células con clorofila (vegetales)

Todas las células (Animales y vegetales)

Lugar donde se realiza

Cloroplasto Mitocondria

Comparación entre fotosíntesis y respiración celular

Las reacciones de fotosíntesis y respiración celular son reacciones de tipo redox (oxidación-reducción): unas moléculas se destruyen para formarse otras, y la energía que unos enlaces contienen pasa a formar parte de otros enlaces.


Oxidación: reacción de pérdida de electrones

Ej:O O

Ej:

H

O

H+

Reducción: reacción de ganancia de electrones

Las reacciones de oxidación y reducción son simultáneas: un átomo gana los electrones que otro pierde (ej, formación de la molécula de agua)

O + 2 H+ O H

H


Tipos de Nutrientes (3 criterios de clasificación)

- Por composición

Nutrientes orgánicos

Nutrientes inorgánicos

Carbohidratos

Lípidos

ProteínasVitaminas

Agua

Elementos minerales

- Por función

Energéticos

Plásticos

Reguladores

- Por origenAnimal

Vegetal


Carbohidratos

Los más importantes desde el punto de vista energético

Se forman en las hojas verdes de las plantas (a partir de CO2, luz e hidratos de carbono)

Los no aprovechados: se acumulan en frutos, raíces, semillas y tubérculos.

Tipos

Monosacáridos : ribosa (pentosa), glucosa, fructosa (hexosas)

Polisacáridos:

Energéticos: Almidón (vegetales) y glucógeno (animales)

Estructurales: Celulosa (animales)


Carbohidratos aprovechables: Almidón y azúcares solubles (pueden ser utilizados y aprovechados por el organismo humano).

Carbohidratos no aprovechables

Forman parte de paredes celulares

Difícilmente digeribles ( lignina, pectina, gomas, mucílagos, agar (algas)…)

Fibra: engloba varias moléculas de origen vegetal (celulosa, lignina) no digeribles. Importante su presencia en la dieta (tránsito intestinal).


Lípidos

Grupo heterogéneo de sustancias solubles en disolventes orgánicos e insolubles en agua

Algunos son imprescindibles en la dieta (algunos a. grasos insaturados no pueden ser sintetizados por el hombre).

Ácidos grasos insaturados: en vegetales y animales de sangre fría.

Ácidos grasos saturados: en animales de sangre caliente


Proteínas

20 aminoácidos

12 de ellos pueden ser sintetizados por el hombre

8 no pueden ser sintetizados (aminoácidos esenciales: lisina, triptófano, valina, isoleucina, leucina, treonina, metionina y fenilalanina)

Necesario combinar alimentos que incorporen los 8 aminoácidos esenciales

Proteínas animales: más completasmayor valor nutritivo que las proteínas vegetales.


Vitaminas

Nutrientes funcionales (cofactores en muchas reacciones propias del organismo).

Necesario incorporarlas en la dieta.

Hidrosolubles: solubles en agua (vit. B1, B2, B6, B12)

Liposolubles: solubles en disolventes orgánicos (A, D, E, K)

Exceso de vitaminas liposolubles: puede ser tóxico para el ser humano.


Nutrientes inorgánicos

-Agua

-Elementos minerales


Agua

50-60% del ser humano

40% Agua intracelular

20% Agua extracelular5% plasma

15% agua intersticial (linfa, líquido cefalorraquídeo, …)

Aporte

Bebida

Alimentos ricos en agua (fruta, verdura)Metabolismo de grasas, carbohidratos y proteínas

Sudor

Orina

Heces

Vómito

Pérdidas

Balance Hídrico: ha de estar equilibrado


Elementos minerales

90 Elementos26 esenciales

Resto-no esenciales

11: microelementos (C, H, O, N, P, S, Ca, Cl, K, Na, Mg)15: micronutrientes (Fe, Zn, …)

Minerales esenciales: ingesta mínima recomendable de unos 10 mg/día

Minerales no esenciales: ingesta recomendable inferior a 10 mg/día


Elementos minerales

Ca2+

Tej. Óseo

Fx sinápticas

Motilidad muscular

Coagulación

Permeabilidad membranas

Fe2+Grupo hemo (hemoglobina)

Ferritina (médula ósea y bazo)

Mg2+

En esqueleto

En tejido muscular (activa la fosfatasa en la contracción muscular.

S

Metionina

Cisteína

Cistina

IGlándula tiroides (Tiroxinaregula velocidad de actv metabólica.

P

Constituye proteïnas en la membrana celular:ADN, ARN…

ATP

Fosfolípidos

Na+

Regula la presión osmótica

Mantiene el equilibrio ácido base

Importante en transmisión del impulso nervioso

K+

Regula la presión osmótica

Metabolismo de glucosa y síntesis de glucógeno

Transmisión de impulso nervioso

Mn2+Crec. de huesos y cartílago

Cofactor enzimas del metabolismo

Cu2+ En la molécula de hemoglobina


Otras clasificaciones de alimentos

Por su función

Alimentos energéticos

Alimentos plásticos

Alimentos reguladores

Reposición de estructuras celulares

Favorecen reacciones metabólicas

Cubren necesidades energéticasMetabolismo basal: necesidad energética mínima en reposo

Actividad física

Termogénesis: gasto energético que produce el metabolismo.

Cuanto mayor sea el metabolismo basal, la actividad física, o la termogénesis, mayor va a ser la necesidad energética de un individuo.

Por su origen, el alimento puede ser de origen ANIMAL o VEGETAL


PROCESOS DIGESTIVOS EN EL HOMBRE

Digestión: proceso por el que los alimentos son triturados, disgregados y disociados para la extracción y absorción de los nutrientes por parte de las células

Digestión

Mecánica: boca, esófago, estómago, intestino

Enzimática: boca, estómago

Tubo digestivo: conjunto de órganos y glándulas anejas especializados en la digestión y absorción de los nutrientes.


BOCA

Digestión mecánica: por acción de los músculos de las mandíbulas y las piezas dentales.

Digestión enzimática: por acción de la enzima hidrolítica amilasa (presente en la saliva)

Lubricación: la saliva contiene mucus, que contribuye a mezclar y lubricar el alimento previamente a su paso al estómago.

Secreción de saliva: controlada por el sistema nervioso autónomo

ESÓFAGO

Digestión mecánica: por acción de los músculos de las paredes del esófago.

Movimientos peristálticos: contribuyen al avance del bolo alimenticio hacia el estómago.


ESTÓMAGO

Cardias: esfínter que regula la entrada del bolo alimenticio al estómago.

Pared estomacal: revestida de células epiteliales, que segregan el jugo gástrico.

Jugo gástrico

Ácido clorhídrico (HCl): digestión ácida del alimento

Mucus (polisacárido): protege las células del epitelio de la acción del HCl

Pepsinógeno: precursor de la enzima digestiva pepsina.

Pepsinógeno Pepsina

HCl

Actv. proteolítica

Actividad estomacal: regulada por sistema nervioso y endocrinoCélulas del epitelio estomacal: segregan hormona gastrina en presencia de alimentose estimula la producción de jugo gástrico.Movimientos peristálticos: se combinan con la acción enzimática para la digestión


INTESTINO DELGADO

Partes intestino delgado

Duodeno

Yeyuno

Íleon

Procesos químicos del intestino delgado

Absorción de los nutrientes (vellosidades intestinales)

Digestión química:

-Por enzimas del jugo intestinal

-Por enzimas del jugo pancreático (neutraliza jugo gástrico

-Por la bilis hepática (emulsión de las grasas)

TriglicéridoGlicerina

3X a. grasosABSORCIÓN

EMULSIÓN


INTESTINO DELGADO

Regulación de actividad digestiva: sistema nervioso autónomo

. Secretina: liberada por el duodeno, estimula producción de jugo pancreático.

-Colecistoquinina: en presencia de grasas, estimula liberación de enzimas pancreáticos y vaciado de vesícula biliar.

-Peristaltismo: inducido por sistema nervioso autónomo.

ABSORCIÓN

Los nutrientes son absorbidos en las vellosidades de la cara interna del intestino delgado.

Pasan a la sangre, y de ahí van a la vena porta y al hígado.

Monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos: absorbidos por difusión simple

Oligopéptidos: absorbidos por transporte activo.

A. Grasos grandes y colesterol: transportados quilomicrones y LDLs


HÍGADO

En el hígado los nutrientes son sometidos a transformaciones metabólicas intensas, y los productos de este metabolismo son devueltos al torrente sanguíneo.

Monosacáridos

Aminoácidos (exceso)

Aminoácidos

Glucógeno

GrasasSe almacena en el hígado. Reservorio de glucosa.

Almacenada en adipocitos

Glucosa

Procesamiento

Degradación

Aprovechamiento por otras células

Urea Excreción

Regulación metabolismo de glucosa

Insulina (páncreas): absorción de glucosa

Glucagón (páncreas): liberación de glucosa


HÍGADO

Otras funciones del hígado:

-Detoxificación (alcohol, …)

-Síntesis de proteínas plasmáticas

-Síntesis de lipoproteínas plasmáticas (LDLs y HDLs (transporte de colesterol y grasas en sangre))

-Producción de bilis hepática (emulsión de las grasas).

-Degradación de bilirrubina.


INTESTINO GRUESO

Continúa la absorción de agua, sodio y sales minerales

Reabsorción de agua en el intestino grueso: imprescindible para el equilibrio hídrico.

Bacterias simbióticas: degradan parte de sustancias alimenticias no digeridas ni absorbidas en el intestino delgado.

Resto: excreción. Fibra: compuesta por sustancias no digeridas, favorece el movimiento peristáltico de las heces hasta su expulsión.

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