2.5 Digestión y nutrición

Tres categorías de alimentación: * Herbivorismo (alimentación a base de autótrofos) * Carnivorismo (alimentación a base de otros animales) *Omnivorismo (alimentación a base de autótrofos y otros animales). - La dieta adecuada debe satisfacer tres necesidades nutricionales: combustible, materia prima orgánica y nutrientes x esenciales (aquellos que no puede elaborar y necesita para su correcto funcionamiento).

Evolución del sistema digestivo- Algunos invertebrados tienen un sistema digestivo muy simple con una sola abertura, que actúa de boca y ano, otros presentas especializaciones en distintos tramos del tubo digestivo.- En los vertebrados poseen un sistema digestivo dividido en compartimientos, constituido por un tubo digestivo largo y sinuoso que se extiende entre 2 orificios, la boca y el ano, lo que permite una mayor eficiencia en cada etapa del proceso de digestión. El sist. Digestivo consiste en un canal alimentario y glándulas accesorias: salivales, páncreas, hígado y vesícula biliar.

Etapas del procesamiento de los alimentos:

1. Ingestión: es el acto de comer2. Digestión: es el proceso de hidrolizar las moléculas ingeridas en moléculas más pequeñas para que puedan ser absorbidas. La digestión consta de dos etapas: digestión mecánica, los alimentos se dividen en fragmentos más pequeños y aumenta su superficie de contacto y digestión enzimática, los alimentos se dividen hidrolíticamente hasta sus monómeros por una variedad de enzimas presentes en secreciones especiales.3. Absorción: transfiere estas moléculas pequeñas desde el intestino delgado a los vasos sanguíneos o linfáticos a través de los cuales pueden ser transportados a cualquier lugar para su uso inmediato o para su almacenamiento. Captación de los monómeros por las células del animal4. Eliminación: es el pasaje del material no digerido fuera del compartimiento digestivo.

Recorrido del bolo alimenticio: El alimento pasa desde la boca, a través de la faringe y del esófago hacia el estómago y el intestino delgado, donde ocurre la mayor parte de la digestión. Los materiales no digeridos circulan por el intestino grueso (colon ascendente, transverso y descendente), se almacenan brevemente en el recto y se eliminan a través del ano.

Formado por 4 capas: Capa mucosa : epitelio, membrana basal, tejido conjuntivo y una delgada capa muscular. Produce mucus y jugo gástrico . Capa Submucosa : tejido conjuntivo, glándulas, vasos sanguíneos y linfáticos, nervios Capa muscular : longitudinal: impulsa hacia abajo circular: produce el mezclado reflejo

Capa serosa : externa de tejido conjuntivo y epitelio estratificado. Cubre las superficies externas de los órganos de la cavidad abdominalBOCA - Se lleva a cabo la digestión mecánica. Los dientes generan la fragmentación mecánica de los alimentos facilitando la deglución y aumenta el área de superficie.- La lengua (adquisición de los vertebrados) mezcla los alimentos y mueve hacia la parte posterior de la boca. En el caso de los humanos también sirve para emitir sonidos y así comunicarnos. En los mamíferos dado que poseemos papilas gustativas podemos diferenciar los sabores, en cambio en otros animales no se encontraron papilas gustativas y por lo tanto no se conoce si pueden percibir los distintos sabores (dulce, salado etc). En los sapos su lengua es pegajosa y la utilizan a modo de látigo para capturar alimento.- Se realiza la digestión química, durante la masticación la saliva es secretada por tres pares de glándulas salivares: Sublinguales, submaxilares y parótidas. La saliva contiene sales, enzimas digestivas y es ligeramente alcalina por la presencia de bicarbonato. Su función es liberar agua y las enzimas, limpia la boca, lubrica el bolo alimenticio. Enzima Amilasa salival: Degrada la amilosa y la amilopectina (almidón).Producimos 1; 1,5 l de saliva por día.- Finalmente se forma el bolo alimenticio En función de las necesidades alimenticias va cambiando el patrón de la dentadura.

Deglución: Es un proceso mediante el cual el bolo alimenticio abandona la boca, pasa a la faringe y luego al esófago. La deglución comienza como una acción voluntaria, pero en los seres humanos, después de que el alimento abandona la boca, el proceso continúa de modo involuntario, involucrando movimientos peristálticos de contracción y apertura de esfínteres, anillos musculares que se abren permitiendo el paso del alimento en el momento adecuado y luego se cierran.

FARINGE- Es un conducto con doble función (respiración y deglución) estructura compartida con el sistema respiratorio (se entrecruzan las vías digestiva y respiratoria). Durante la deglución la epiglotis (esfínter) se inclina y levanta la faringe. Luego se contraen las cuerdas vocales, cierran las glotis y sellan la laringe por donde pasa aire. La glotis se abre nuevamente una vez que el alimento ha entrado en el esófago.

ESÓFAGO

Contiene una capa de mucus que ayuda el pasaje del alimento y protege el epitelio del esófago de la abrasión mecánica.

ESTÓMAGO- Una vez que el alimento llega al estómago se produce el almacenamiento y la licuación. Las glándulas gástricas son una especialización del tejido epitelial del estómago, algunas de sus células (células parietales) secretan H+ y Cl- en el estómago, donde se forma HCl, que forma parte del jugo gástrico, bajando su ph a 1,2. El HCl en esta concentración, destruye la mayoría de los microorganismos presentes en los alimentos, desnaturaliza algunas proteínas, disgrega componentes fibrosos e inicia la conversión del pepsinógeno (proenzima) en la enzima activa, la pepsina (mediante la hidrólisis de pepsinógeno). La pepsina, es producida en forma de pepsinógeno por otras células de las glándulas gástricas, las células principales. Esta enzima cataliza la hidrólisis de proteínas en péptidos más pequeños y actúa sobre otras moléculas de pepsinógeno para formar aún más pepsina. A su vez otras células (células mucosas) segregan una sustancia mucosa que cubre al estómago y lo protege del propio ácido del jugo gástrico.Cuando el bolo alimenticio llega al estómago, el sistema nervioso censa, por estiramiento, y se mide cuando el estómago está lleno. El estómago puede almacenar de 2 a 4 l de alimento. En este momento se produce la hormona gastrina, propia del estómago que actúa sobre si mismo, se autoestimula por el estiramiento, favoreciendo el aumento del movimiento gástrico y producción de HCl, obteniéndose una buena digestión. En el estómago se absorbe agua, algunos iones, algunos ácidos grasos, medicamentos y alcohol. (Ej, las bebidas espumosas generan un mayor estado de alcoholemia en menor tiempo, dado que el gas distiende el estómago y provoca una mayor absorción de alcohol).Luego el bolo alimenticio ingresa al intestino delgado.

Existe una bacteria Helicobacter pilori, afecta las células secretoras de moco y provoca una disminución del moco protector, lo cual en un principio genera una sensación de acidez, gastritis y luego la úlcera.

INTESTINO DELGADO- Es un tubo largo y delgado (más de 6 metros y un diámetro menor al intestino grueso) con gran superficie de contacto. - Se completa la digestión de hidratos de carbono (a péptidos pequeños, a disacáridos o monosacáridos) y proteínas (aminoácidos) que comenzó en la boca, se inicia la digestión de grasas y se absorben los nutrientes al torrente sanguíneo. - Consta de 3 partes duodeno- yeyuno- íleon. - En el duodeno se produce la rotura química o hidrolisis, se produce la mayor parte de la digestión. La mayor parte del proceso digestivo en el intestino ocurre en las criptas intestinales, dónde células secretoras liberan moco, agua y varias enzimas. El moco lubrica el contenido intestinal, el agua lo hidrata y las enzimas continúan con la digestión. Además el duodeno recibe enzimas de las secreciones exocrinas del páncreas y del hígado. Estas secreciones además de enzimas contienen bicarbonato (del páncreas exocrino) para neutralizar la acidez del alimento que procedente del estómago. Enzimas involucradas en la digestión:- Tripsinógeno (proenzima) es hidrolizado a la enzima activa, tripsina, la cual degrada proteínas.- Aminopeptidas, que degradan proteínas desde el extremo amino terminal.- Disacaridasas, que van completar la degradación de los compuestos provenientes de las amilasas de manera tal que se obtendrán monosacáridos.- Fosfatasas, que degradan compuestos fosfatados.- Colescistocinina: proteína proveniente del páncreas estimula la liberación de enzimas digestivas del páncreas y de la vesícula biliar - En el yeyuno o íleon actúan principalmente en la absorción de nutrientes (aminoácidos, polipéptidos, azúcares), agua, ácidos grasos, glicerol y colesterol. El yeyuno e íleon poseen una gran superficie de contacto (que favorece la absorción), debida a los pliegues circulares del epitelio recubierto por vellosidades que a su vez contienen numerosas células especializadas, microvellosidades, orientados hacia la luz intestinal. Los nutrientes que se absorben van atravesar distintas capas del intestino, el epitelio intestinal, la mucosa y el tejido conjuntivo y luego al traspasar la pared del capilar sanguíneo llegarán al torrente sanguíneo.

- En el intestino delgado, las grasas son degradas a ácidos grasos y glicerol, luego son absorbidos y finalmente los vuelve a sintetizar a triglicéridos para ser enviados a la sangre. Estas grasas resintetizadas junto a moléculas de colesterol y algunas proteínas son empaquetadas en partículas llamadas quilomicrones (partículas miscelares), que ingresan al sistema linfático. Los quilomicrones a medida que van circulando por la sangre, se le van incorporando proteínas, en un principio se forma una lipoproteína de baja densidad porque tiene muchos triglicéridos (colesterol malo- LDL- low density lipoprotein). Esta estructura toma

el colesterol que se ingirió o que se produjo en el mismo hígado. Los lípidos (triglicéridos, colesterol) se van desprendiendo de la lipoproteína y van quedando en los diferentes tejidos. De esta manera los quilomicrones quedan formados principalmente de proteínas, por lo cual su densidad aumenta (colesterol bueno- HDL- high density lipoprotein). Esta estructura es la que lleva el colesterol, triglicéridos, etc. al hígado, donde van a ser metabolizados para producir las ácidos biliares.Entonces, se llama colesterol malo al que tiene la capacidad de depositarse en las arterias y bueno al que será degradado.

Vesícula biliar Acumula las sales (ácidos) biliares provenientes del hígado. Cuando llega una señal que el estómago estuvo lleno, al pasar el contenido del estómago al intestino, la vesícula se contrae y libera su contenido al intestino. Estas sales por su características anfipáticas como detergentes ayudan a solubilizar las grasas para que estas pasen en una forma más soluble por el intestino y puedan ser captadas por las células para absorberlas.INTESTINO GRUESO- Ocurre la absorción ulterior y eliminación. La absorción agua, sodio y otros minerales ocurre primariamente en el intestino delgado y luego continúa en el intestino grueso (colon ascendente, colon transverso y colon descendente).- Conectado al intestino delgado por una unión en forma de T, donde un esfínter (válvula muscular) controla el movimiento del material. La primer porción del intestino grueso se

denomina ciego  Su función es posiblemente retrasar el progreso del contenido intestinal hacia el intestino grueso. El ciego realiza diferentes funciones y aportes al proceso de digestión, ya que este posee numerosas bacterias que contribuyen a la reducción de algunas sustancias de difícil absorción por otras estructuras, así como la celulosa. El ciego tiene la capacidad de recibir alimento no digerido y en estado acuoso proveniente del intestino delgado. Este absorbe electrolitos, principalmente sodio y potasio. La porción terminal del colon se denomina recto donde se acumulan las heces hasta que puedan eliminarse. Entre el recto y el ano hay dos esfínteres uno involuntario y el otro no.- En el intestino grueso vive la flora rica en bacterias simbióticas, se alimentan en nuestro organismo y nos producen beneficios, como por ejemplo terminan con la degradación del alimento que se escapó de la digestión y a partir de él sintetizan aminoácidos y vitaminas como por ejemplo biotina, ac. fólico, vitamina K y B) esta vitaminas son absorbidas hacia la sangre suplementando la ingesta dietaria.- Finalmente se elimina materia fecal, compuesta por una gran cantidad de bacterias, moco y todo lo que no digerimos (ej. Celulosa proveniente de las verduras).

Glándulas accesorias

PÁNCREAS- Es un órgano secretor especializado, produce enzimas hidrolíticas y una sustancia rica en HCO-

3. El bicarbonato actúa compensa la acides del quimo ácido.- Se diferencia en dos porciones: páncreas exócrino y páncreas endocrino.- El páncreas exócrino, secreta agua, iones y la amilasa pancreática que degrada almidón, entre otras enzimas que degradan grasas y proteínas como la tripsina. - El páncreas endócrino es una glándula productora de hormonas que secreta insulina, glucagón, polipéptido pancreático y somatostatina. Estas hormonas participan en la regulación de la glucosa en sangre y, en parte, en la modulación de la actividad del páncreas exocrino.

Insulina: promueve la absorción de glucosa y disminuye así la glucosa en sangre Glucagón: promueve la degradación de glucógeno en glucosa Somatostatina: Interviene indirectamente en la regulación de la glucemia, e inhibe la

secreción de insulina y glucagón. La secreción de la somatostatina está regulada por los altos niveles de glucosa, aminoácidos, de glucagón, de ácidos grasos libres y de diversas hormonas gastrointestinales. Su déficit o su exceso provocan indirectamente trastornos en el metabolismo de los carbohidratos.

HÍGADO: órgano interno más grande del cuerpo, es una verdadera fábrica química que presenta una extraordinaria variedad de procesos y productos de síntesis o transformación (flujo continuo: sintetiza y libera). Funciones:

Desempeña un papel central en la regulación de la glucosa sanguínea, almacenando y liberando carbohidratos Desempeña un papel central en la regulación del colesterol sanguíneo al producir lipoproteínas del plasma incluyendo LDL y HDL, que transportan colesterol, grasas y otras sustancias insolubles en agua por el torrente sanguíneo. Almacena vitaminas solubles en grasas, como las A, B y E. Produce bilis (que se almacena luego en la vesícula biliar). La bilis no contiene enzimas sino sales biliares que actúan como emulsificantes (detergentes) que facilitan la digestión y absorción de grasas Degrada la hemoglobina de los glóbulos rojos muertos o dañados a bilirrubina. Inactiva diversas hormonas, desempeñando así un papel importante en la regulación hormonal. Degrada una variedad de sustancias extrañas, algunas de las cuales -como el alcohol- pueden formar productos metabólicos que dañan a las células hepáticas e interfieren en sus

funciones

Regulación de la glucosa sanguínea: La glucosa y otros monosacáridos entran en la sangre desde el tracto intestinal y pasan directamente al hígado a través del sistema porta hepático. El exceso de glucosa es convertido en glucógeno (gluconeogénesis) y se almacena en las células hepáticas (hepatocitos). Cuando hay un exceso de glucógeno, los monosacáridos que llegan al hígado son metabolizados por otra vía, la de la glucólisis lo que da, entre otros productos, acetil-coA. El acetil-coA puede ser convertido en glicerol y ácidos grasos y, posteriormente, formar grasas. Las grasas son almacenadas en el hígado, en general, en las vacuolas lipídicas de los hepatocitos. El acetil-coA también puede ser usado como materia prima para la síntesis de aminoácidos. También, el hígado degrada los aminoácidos en exceso (que no se almacenan) y los convierte en piruvato y luego en glucosa -proceso denominado gluconeogénesis-. El nitrógeno de los aminoácidos es excretado en forma de urea por los riñones, y la glucosa es almacenada como glucógeno .Cuando es necesario, el glucógeno se degrada y libera glucosa (glucogenolisis). La absorción o la liberación de glucosa por parte del hígado están determinadas primariamente por su concentración en la sangre (glucemia). La concentración de glucosa, a su vez, está regulada por diversas hormonas y está influida por el sistema nervioso autónomo. Entre las hormonas que intervienen en este proceso están: la insulina, el glucagón, la somatostatina, las tres producidas por el páncreas, la adrenalina (secretada por la médula suprarrenal), el cortisol (secretado por la corteza suprarrenal) y la hormona de crecimiento (secretada por la hipófisis).La insulina promueve la absorción de glucosa por la mayoría de las células del organismo, y disminuye, así, la glucosa sanguínea. De esta forma, el principal estímulo para la secreción de insulina es el aumento de la glucemia (única hormona hipoglucemiante, un déficit en ella, genera diabetes mellitus).El glucagón promueve la glucogenolisis y la gluconeogénesis. Por ende, la hipoglucemia -una baja concentración de glucosa en sangre- resulta el estímulo dominante para la secreción de glucagón. La somatostatina, tiene una variedad de efectos inhibitorios que colectivamente ayudan a regular la tasa a la que la glucosa y otros nutrientes son absorbidos desde el tubo digestivo.La adrenalina, el cortisol y la hormona de crecimiento, son hormonas hiperglucemiantes, al igual que el glucagón, pero a diferencia de este actúan en distintas situaciones. La adrenalina actúa en cuadros de estrés agudos, el cortisol en situaciones de estrés crónico. Tiene efectos lipolíticos (en tejido adiposo) y proteolíticos (en tejido muscular), los que permiten la utilización de ácidos grasos libres y aminoácidos para la gluconeogénesis hepática. La hormona de crecimiento, por su parte, garantiza una provisión adecuada de glucosa para muchos procesos anabólicos.

Algunos requerimientos nutricionales: Debido a la actividad del hígado, que convierte distintos tipos de moléculas en glucosa y dado

que la mayoría de los tejidos pueden usar ácidos grasos como combustible alternativo, los requerimientos energéticos del cuerpo pueden ser satisfechos por carbohidratos, proteínas o grasas, que son los tres tipos principales de moléculas alimenticias.

Además de las calorías, se necesitan 20 tipos diferentes de aminoácidos esenciales para sintetizar proteínas. Cuando falta cualquiera de los aminoácidos necesarios para la síntesis de una proteína particular, ésta no puede producirse y los otros aminoácidos son convertidos en carbohidratos y oxidados o almacenados. Las plantas son la fuente última de aminoácidos esenciales.

Los mamíferos requieren, pero no pueden sintetizar, ciertos ácidos grasos poliinsaturados para la síntesis de grasas y un grupo de hormonas de acción local: las prostaglandinas.

Vitaminas: grupo adicional de moléculas que no pueden ser sintetizadas por las células animales. Muchas de ellas funcionan como coenzimas y son requeridas sólo en cantidades pequeñas.

Requerimiento dietario de varias sustancias inorgánicas, o minerales: calcio y fósforo para la formación de huesos, el yodo para la hormona tiroidea, el hierro para la hemoglobina y los citocromos, el sodio, el cloro y otros iones esenciales para el balance iónico.