Tema 2 de Biología NSDiploma BI

Curso 2013-2015

Salud y Fisiología Humana I1ª Parte: Digestión

Antes de comenzar� ¿Sobre qué crees que trata esta unidad?

� ¿Cómo el hidrógeno, presente en la harina de trigo del pan, pasa aformar parte de nuestro cuerpo?

� Actividad1 de la wiki, ¿conoces la anatomía del sistema digestivo?

Pregunta guía

Conocimientos previos

La digestión es esencial� La digestión transforma las moléculas complejas e insolubles

(biomoléculas) de los alimentos en componentes sencillos solubles(nutrientes) que pueden ser asimilados por las células.

� Las moléculas grandes son:

- Generalmente insolubles.

- Demasiado grandes para difundira través de membrana.

� Los productos de la digestión :

- Generalmente solubles.

- Suficiente pequeños para pasara la sangre (absorción) y despuésa los tejidos (asimilación).

* Hidrólisis (rotura por agua) es la reacción utilizadapara romper, mediante enzimas, grandes moléculasorgánicas (glúcidos, lípidos y proteínas).

SUSTRATO PRODUCTOS

� La digestión de las grandes moléculas de nutrientes es esencial, puespermite:

- Las moléculas más simples o sencillas puedan ser absorbidas por elintestino y que pasen a la sangre.

- Las moléculas más simples o sencillas puedan ser transportadas porla sangre hasta todas las células del cuerpo donde pueden serasimiladas.

La digestión es esencial

1. Polisacáridos monosacáridos2. Proteínas péptidos y aminoácidos3. Lípidos ácidos grasos y glicerol

Molécula compleja Monómeros simples

� El proceso digestivo es una reacción bioquímica, donde a partir de unossustratos (moléculas complejas) se obtienen unos productos (nutrientessencillos).

� Para que una reacción química tenga lugar, se necesita alcanzar laenergía de activación de la reacción.

Necesidad de las enzimas en la digestión

� La energía de activación de unareacción depende de variosfactores, como la temperatura.A mayor temperatura, laenergía de activación se alcanzaantes, por lo que la velocidadde la reacción es mayor.

� Sin embargo, la temperaturacorporal es constante a 37 ºC.

� Las enzimas son catalizadoresbiológicos (proteínas) queincrementan la tasa de unareacción al disminuir estaenergía de activación.

Video 1

� Las enzimas son necesarios en ladigestión porque al disminuir la energíade activación, la reacción no requierealtas temperaturas.

Esto es ideal para los seres vivos, ya quelas altas temperaturas dañan las célulasy las proteínas.

� En definitiva, las enzimas hacen que lasreacciones ocurran más rápidamente pordisminución de la energía de activación ala temperatura corporal.

Necesidad de las enzimas en la digestión

� El gráfico muestra la reducción de la energía de activación por el uso deun enzima.

� La reacción normal requiere de unamayor energía de activación, solo posiblecon una mayor temperatura corporal, locual, es inusual en los seres vivos.

� La reacción catalizada por las enzimastiene una menor energía de activación,que se correspondería con la temperaturacorporal, pero que sólo es posible enpresencia de un enzima.

Necesidad de las enzimas en la digestión

Fibra

Almidón

Celulosa

Glucógeno

Polisacáridos

Celulosa: (C6H10O5)n

Digestión de los Glúcidos

Disacáridos

Lactosa

Sacarosa

MaltosaSacarosa: C12H22O12

Digestión de los Glúcidos

Monosacáridos

Glucosa

Galactosa

Fructosa

Digestión de los Glúcidos

Glucosa: C6H12O6

α-amilasa (salival y pancreática)Boca y

Luz intestinal

� La digestión de los glúcidos comienza en la boca y se completa en elintestino delgado.

almidón

maltosa

pH 7

Características de la enzima amilasa:

� Fuente: Glándulas salivales y páncreas

� pH óptimo: neutro (7)

� Sustrato: Almidón

� Producto: Disacáridos de glucosa (maltosa)

� Acción: Hidrólisis de los enlaces glucosídicos alfa1-4

Digestión de los Glúcidos

Triglicéridos Fosfolípidos Colesterol

P

Nuestro organismo puede sintetizar casi todos los lípidos que necesita,excepto los ácidos grasos esenciales: linoleico y araquidónico.

Digestión Lípidos

Glicerol + 3 ác. grasos

� Los triglicéridos son los lípidos más abundantes de nuestra dieta.

Glóbulo de grasa

SalesEmulsión

Glóbulo de grasa

Sales biliaresEfecto mecánico

Monoglicerol Ácidos grasos+

Lipasa pancreática

� Los lípidos se digieren en elintestino delgado por la lipasapancreática.

pH alcalino (>7)

Digestión Lípidos

� Los lípidos se digieren en el intestinodelgado por la lipasa pancreática, que sefabrica en el páncreas pero que actúa enel intestino delgado.

Características de la enzima lipasa:

� Fuente: Páncreas

� pH óptimo: Ligeramente alcalino (>7)

� Sustrato: Lípidos triglicéridos

� Producto: Ácidos grasos y glicerol

� Acción: Hidrólisis de los enlaces éster entre la molécula de glicerol y lascadenas de ácidos grasos.

Digestión Lípidos

Digestión Proteínas

Características de la enzima pepsina:

� Fuente: Estómago

� pH óptimo: Ácido (2)

� Sustrato: Proteínas o polipéptidos

� Producto: Pequeños polipéptidos

� Acción: Hidrólisis de los enlaces peptídicos entre aminoácidos.

� La digestión de proteínas se realiza en:

1. El estómago (pepsina) pH=2

2. La luz del intestino delgado (proteasaspancreáticas = tripsina) pH alcalino (8)

� Los productos de la pepsina son pequeñospolipéptidos y de la tripsina, los aminoácidos.

Algunas enzimas digestivas humanas

Enzima Fuente(Glándulas exocrinas)

Sustrato Producto pH óptimo

Amilasa Glándulas salivales Almidón Maltosa Neutro7

Lipasa Páncreas Lípidos Ácidos grasos y glicerol

Alcalino>7

Pepsina Glándulas gástricas Proteínas Polipéptidos Ácido2

Tripsina Páncreas Proteínas Péptidos y aminoácidos

Alcalino8

Las enzimas digestivas humanas

Anatomía del Sistema digestivo

Sistema digestivo

Tubo o tractodigestivo

Glándulas anejas

Glándulas salivares

Hígado

Páncreas

(boca – ano)Boca

glándulassalivares

Hígado

Vesícula biliar

Intestino grueso

Estómago

Esófago

Recto Ano

Ileon

Páncreas

Duodeno

Intestino delgado

Función del estómago� Es un órgano con forma de gaita y 2 litros de volumen.

� Participa en la digestión del alimento mediante laproducción de jugo gástrico (ácido + enzimas).

� Comienza la digestión de las proteínas.

Esófago

Esfínter pilórico

CardiasLas paredes musculares se contraen para ladigestión mecánica y para mezclar las enzimascon el bolo alimenticio.Las glándulas gátricas liberan ácidoclorhídrico, mucus protector y enzimas.

Los esfínteres musculares controlan la entradadel bolo alimenticio y la salida de quimo.

Lumen: espacio interno donde se almacenael alimento mientras se encuenra en elinterior del estómago.

Video 2

Histología de la pared del estómago(a) Lumen del estómago donde sealmacena el bolo alimenticio durante 4 h.

(b) Cavidades gástricas desde donde sesecretan enzimas y ácido (jugo gástrico) ymucus.

(c) Células cervicales. Producen elmucus que protege la superficie delestómago de la autodigestión.

(d) Células parietales. Producen HClpara eliminar microorganismos que entrenen el sistema digestivo y para convertir elpepsinógeno inactivo en pepsina activa.

(e) Células principales. Producen elpepsinógeno (enzima proteasa).

Función del estómago

Función del intestino delgado

YeyunoDuodeno

Íleon

� Es un tubo de unos 6-7 m de longitud, que se comunica con el estómagomediante el píloro, y con el intestino grueso mediante la válvula ileocecal.

� En él ocurren losprocesos de digestióny absorción.

� Se distinguen tresregiones: Duodeno,yeyuno e íleon.

Función del intestino delgado: Duodeno (digestión)� Es la primera parte del intestino delgado, y en él se completa la

digestión.

� Recibe las secreccionesdel páncreas (jugopancreático) y de lavesícula biliar (bilis).

� El jugo pancreático contiene enzimas digestivas y bicarbonato de sodiopara neutralizar la acidez del quimo.

� La bilis contiene sales biliares (no enzimas) para la emulsión (reducciónen tamaño) de los lípidos.

� El quimo ácido formadoen el estómago entra enel intestino delgadoatravezando el esfíterpilórico.

Hígado

Vesícula biliar

Estómago

Páncreas

Duodeno

Jugo intestinal

� Además del jugo pancreático y la bilis, el quimo es sometido a laacción del jugo intestinal, producido por la células de la mucosa delintestino delgado.

� El jugo intestinal, al igual que el pancreático, contiene enzimasdigestivas capaces de digerir cualquier tipo de molécula presente enlos alimentos.

� El resultado final de la acción de estas tres sustancias es la formacióndel quilo.

ALIMENTO QUILOQUIMOBOLO ALIMENTICIO

Saliva Jugo gástrico

Jugo pancreáticoe intestinal y bilis

Función del intestino delgado: Duodeno (digestión)

Función del intestino delgado: Íleon (absorción)� La superficie luminal del intestino está adaptada para la absorción de los

nutrientes.

� La pared interna del intestino está cubierta de unos replieges (3000/cm2),formados de vellosidades intestinales.

� Las vellosidades sonproyecciones en forma dededo que absorben losproductos de la digestión.

� El gran número de estasvellosidades crea una granárea superficial para laabsorción de los nutrientesobtenidos en la digestión.

� Las células epiteliales de lasvellosidades tienen a su vezmicrovellosidades.

Función del intestino delgado: Íleon (absorción)

Histología del intestino delgado: Íleon (absorción)(a) Las vellosidades intestinalesincrementan la superficie de absorciónen la pared del intestino delgado.

(b) Las microvellosidades de lascélulas epiteliales, incrementan más lasuperficie de absorción (hasta 400 m2).

(c) Vasos linfáticos (lactea) conectadosal sistema linfático para el transporte delos lípidos.

(d) En la pared del intestino delgadoestán los capilares que transportarán losproductos absorbidos a través de lasangre. También se encuentra la capamuscular que mantiene los movimientosperistálticos.

Función del intestino delgado: Íleon (absorción)� Los plieges en el intestino aumentan el área superficial x3.

� Las vellosidades intestinales aumentan el área superficial x10.

� Los microvellosidades aumentan el área superficial x10.

Estructura vellosidad intestinal� La estructura de las vellosidades intestinales está relacionada con su

función de absorción y transporte de los productos de la digestión.

� Un aporte continuo de sangre mantiene el gradiente de concentraciónpor el que los nutrientes pueden difundir a través de las membranas.

Videos 3 y 4

Función del intestino delgado: Íleon (absorción)� La absorción de nutrientes en el intestino delgado implica procesos de

difusión, transporte activo y co-transportadores.

Animación2

Función del intestino grueso� Una vez que la absorción de la

mayoría de los nutrientes hatenido lugar en el íleon, elalimento no digerido esempujado al intestino grueso.

� Su función es devolver a lasangre tanta agua como seaposible, antes de permitir laegestión de las heces sólidas.

� Sin embargo, en él también seproduce la absorción denutrientes.

Función del intestino grueso� El intestino grueso es un tubo de 1.5 m de longitud (carente de

vellosidades), donde llega la mayor parte del alimento no digerido.

Ciego

Colon transverso

Colon descendente

Recto

Colon ascendente � La estructura plegada y

alargada del colon maximiza elárea superficial para laabsorción de agua.

� Secreta mucus para lubricar elpaso de las heces y se realizacontracciones musculares paramantener las heces enmovimiento.

Función del intestino grueso� El agua del alimento no digerido

es reabsorbida en el intestinogrueso, dando lugar a sucompactación, formando lasheces fecales.

� En el colon se encuentranbacterias simbióticas (Escherichiacoli) que constituyen la floraintestinal y que produce lavitamina K necesaria paranuestro organismo al participaren la coagulación de la sangre.

� La eliminación del alimento nodigerido (heces) se denominaegestión, NO excreción (aparatoexcretor).

Histología del intestino grueso (colon)

(a) Lumen o luz del colon.

(b) Mucus producido por lascélulas de la pared del intestinogrueso.

(c) Capa muscular quemantiene los movimientosperistálticos.

Absorción vs Asimilación� Absorción: Paso de los nutrientes

solubles desde el interior del tubodigestivo al torrente sanguíneo o linfático.

� Asimilación: Paso de los nutrientessolubles desde el torrente sanguíneo alinterior de las células para la obtención deenergía o construcción de nuevasestructuras (pasa a formar parte de lacélula).

Ejercicios� Realiza los ejercicios de elección múltiple online (todos).

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