Ciencias Básicas Plan Común
NUTRICIÓN, METABOLISMO Y SISTEMA DIGESTIVO
Unidad Nº 8 de Biología - Ciencias Básicas Plan ComúnTEMAS
1. Nutrición
2. Sistema digestivo
3. Cavidad bucal
4. Faringe
5. Esófago
6. Estómago
7. Intestino Delgado
8. Hígado
9. Bilis
10. Páncreas
11. Intestino Grueso o Colon
12. Absorción
1. NutriciónLa vida depende de un conjunto de reacciones químicas que en su conjunto se denominan metabolismo. Dentro de estas reacciones se incluyen el anabolismo o la formación de tejidos (músculos, huesos, sangre, etc.) mientras que otras implican el catabolismo de sustancias y tejidos. Los alimentos proporcionan el combustible para que ocurran estas reacciones químicas, incluso durante el reposo se necesita de éstas para mantener las funciones vitales de respiración, latido cardíaco, circulación sanguínea, etc. El metabolismo basal se define como la cantidad de energía utilizada cuando el cuerpo está en reposo. Es un gasto inevitable para mantener los procesos celulares y la fabricación de tejidos en continua renovación y reparación.
El metabolismo basal se mide en las siguientes condiciones:
- En ayuno, de 12 hrs. para evitar los gastos energéticos de los procesos
de digestión.
- Reposo acostado, para eliminar los gastos de los procesos musculares.
- En ambiente térmico neutro.Los requerimientos mínimos basales varían de acuerdo con el peso, la dad y el sexo, también de acuerdo a nivel de actividad física, embarazo y lactancia. Estos requerimientos se pueden estandarizar y calcular de acuerdo a la siguiente tabla:
Requerimientos energéticos mínimos
A partir de las siguientes tablas, calcula la tasa metabólica basal para una mujer de 45 años que pesa 59 Kg y que realiza una actividad moderada.
Tasa metabólica basal según sexo y edad
Calorías / día
Edad (años)
Mujeres
Hombres
0 - 3
61 x Kg – 51
60,9 x Kg -54
10 - 18
12,2 x Kg + 746
17,5 x Kg +651
19 - 30
14,7 x Kg +496
15,3 x Kg +679
31 - 61
8,7 x Kg + 829
11,6 x Kg +879
La tasa metabólica total (TMT) es el resultado de ajustar la tasa metabólica basal al nivel de actividad física de una persona.
Para establecer la TMT es necesario multiplicar la TMB por el factor de ajuste según la siguiente tabla:
Factor de ajuste
Nivel de actividad física
Mujeres
Hombres
Sedentaria
1,2
1,2
Ligera
1,55
1,56
Moderada
1,64;
1,78
Intensa
1,82
2,1
Los organismos vivos, unicelulares o pluricelulares, están dotados de complejos procesos que permiten la mantención de la vida de los mismos, tales procesos están asociados a la acción de movilizarse, renovar tejidos, sintetizar sustancias, etc. La mayoría de dichos procesos requiere energía, la cual se encuentra en el medio ambiente externo. Esta energía, sin embargo, no se encuentra disponible en forma libre, sino que formando parte de las moléculas que constituyen los alimentos.
Por esta razón, deben realizar un proceso digestivo que permita la utilización de la energía almacenada en los alimentos.
Los animales más evolucionados ingieren alimentos compuestos. Por lo tanto, antes de formar parte integral del cuerpo, deben ser degradados y transformados.
Tubo Digestivo
En la digestión participan varios mecanismos que actúan simultáneamente, pero que, por fines didácticos, serán tratados en forma separada. Estos mecanismos son, en orden secuencial, los siguientes:
Ingestión
Es el ingreso de sustancias alimenticias al aparato digestivo.Digestión
Es la transformación de los alimentos en moléculas simples, pequeñas y difusibles por la acción mecánica del tubo digestivo y por la acción de los jugos digestivos.Absorción
Es el paso de los alimentos ya degradados al torrente circulatorio y linfa.Egestión
Eliminación de los residuos no digeribles.Sistema Digestivo
Está constituido por el tubo digestivo y las estructuras anexas.
1. Tubo Digestivo
Es un largo tubo que se inicia en la cavidad bucal y termina en el ano. Está constituido por paredes musculares lisas en su mayor parte, revestidas internamente por mucosas altamente especializadas. Constituyentes:
– Boca
– Faringe
– Esófago
– Estómago
– Intestino delgado:
Duodeno
Yeyuno
Íleon– Intestino grueso:
Colon ascendente
Colon transverso
Colon descendente
Colon sigmoides
Ciego y apéndice– Recto
– Ano
2. Estructuras anexas:
– Dientes
– Lengua
– Mandíbula
– Glándulas Anexas:
Glándulas salivales
Hígado
Páncreas
Constituye el primer segmento del tubo digestivo, en el cual los alimentos reciben un tratamiento mecánico por la masticación, y un tratamiento químico por acción del primer jugo digestivo secretado a este nivel: la saliva.
Composición de la saliva
Es una solución acuosa en que encontramos sales minerales, iones tales como calcio, fósforo y sodio, enzimas como la ptialina e incluso encontramos inmunoglobulinas. El pH salival oscila entre 6.8 y 7.4, por esto se reconoce como neutra.
Masticación
Se denomina al acto voluntario resultante de la acción mecánica de las piezas dentarias y estructuras bucales que culmina con la transformación de los alimentos en el llamado bolo alimenticio. Los músculos depresores y elevadores movilizan la mandíbula, constituyéndose así en el único hueso móvil del cráneo, lo que permite la acción de las piezas dentarias, que, sumadas a la acción de la saliva y de la lengua, permiten el trozamiento de los alimentos y la formación del bolo que será empujado por la lengua hacia la faringe.
La masticación es responsabilidad de las piezas dentarias, estructuras calcificadas especializadas en el procesamiento del alimento. Existen cuatro clases de dientes: incisivos, caninos, premolares y molares. Los caninos están especializados en cortar el alimento. Los caninos se encargan de desgarrar, los premolares trituran y los molares muelen el alimento. El mayor desarrollo que tenga un tipo de diente por sobre otro depende del tipo de dieta del animal.
Desde la cavidad bucal, los alimentos pasan a la faringe ubicada por detrás del paladar blando. En este lugar, se entrecruzan las vías respiratorias y digestivas
Deglución
Es un acto reflejo que consta de dos fases. La primera fase es voluntaria y la lengua se apoya contra el paladar duro y empuja el bolo hacia la faringe. La segunda fase es involuntaria y es controlada por el bulbo raquídeo. Consiste en el descenso de la epiglotis para cerrar el paso hacia la tráquea. Simultáneamente el paladar blando se eleva para cerrar el paso hacia la cavidad nasal.
Es un tubo muscular que se extiende desde la faringe hasta el estómago. Su tercio superior está constituido por musculatura de tipo estriada y los dos tercios restantes por musculatura lisa.
El esófago presenta dos esfínteres que regulan el ingreso y salida del bolo alimenticio. El superior se denomina faringoesofágico y es voluntario. El inferior, llamado gastroesofágico o cardias, es involuntario.
El esófago presenta glándulas que secretan mucus que ayuda a lubricarlo, facilitando el paso del bolo alimenticio. No hay secreción de enzimas en esta estructura. A nivel del esófago se inicia el movimiento peristáltico, que provoca el avance del alimento a lo largo del tubo digestivo.
Es un saco muscular de paredes gruesas ubicado en la parte superior izquierda del abdomen. Se distinguen en él las siguientes regiones:
- Fondo
- Cuerpo
- Antro pilórico
1. Formación del Quimo
Cuando el bolo ingresa al estómago, éste se relaja para dar cabida a los alimentos. Esto es una acción refleja llamada relajación receptiva. Luego se produce una serie de contracciones que aumentan de intensidad en forma progresiva, y terminan transformando el bolo en una sopa mezclada con jugo gástrico llamado quimo.
El contacto del quimo con la pared duodenal determina que se cierre el píloro, de manera que el alimento pasa reguladamente desde el estómago al intestino delgado.
2. Jugo Gástrico
Líquido producido por las células glandulares del epitelio gástrico. Tiene un pH muy bajo, cercano a 1.5 – 2.0, es muy ácido. Se producen unos 3.000 ml/día. Sus componentes son:
a. Ácido clorhídrico
Proporciona el carácter ácido al jugo gástrico, facilitando con esto la acción de las enzimas; también cumple una función antiséptica. Es producido por las células parietales del cuerpo del estómago.b. Factor intrínseco
Es producido por las células parietales y es necesario para la absorción de vitamina B12 en el íleon, y es el único elemento indispensable del jugo gástrico.c. Mucus
Producido por las células caliciformes, es una sustancia viscosa y mucosa que protege el estómago de la acción del ácido clorhídrico, junto al bicarbonato (barrera mucosa gástrica).d. Enzimas
Pepsina: Enzima secretada por las células principales del fondo gástrico. Rompe las cadenas proteicas y las transforma en polipéptidos. Esta enzima inicia la digestión de proteínas y actúa en un medio ácido. Se secreta en forma de pepsinógeno que es su forma inactiva. El ácido clorhídrico la transforma en pepsina activa.3. Control de la secreción gástrica
El control de la secreción gástrica involucra mecanismos nerviosos y hormonales. Con fines descriptivos se ha dividido en tres etapas: cefálica, gástrica e intestinal.
a. La fase cefálica
Explica aproximadamente el 30% de la secreción total de HCl como reacción a una comida. Los estímulos para la secreción ácida de esta fase son la visión, el olfato, el gusto, la masticación, la deglución y algunos reflejos condicionados de anticipación de la comida.b. La fase gástrica
Explica casi el 60% de la secreción total de HCl en respuesta a una comida. Los estímulos para esta fase son la distensión del estómago, que provoca un reflejo de relajación receptiva, y la presencia de productos fragmentados de proteínas, como aminoácidos y péptidos pequeños.c. La fase intestinal
Sólo corresponde al 10% de la secreción de HCl. Existen varios mecanismos que actúan durante esta fase que inhiben la secreción ácida. Uno de éstos está dirigido por la secretina, hormona duodenal. La secretina inhibe la liberación de gastrina y disminuye la motilidad gástrica con lo cual el vaciamiento gástrico se hace más lento.Después de una comida, el estómago contiene aproximadamente 1.5 litros entre sólidos, líquidos y secreciones gástricas. El vaciamiento del estómago hacia el duodeno toma alrededor de tres horas. La tasa de vaciamiento gástrico debe regularse para dar tiempo a la neutralización del ácido que pasa con el quimo hacia el duodeno. Los líquidos se vacían más rápido que los sólidos y el contenido del quimo isotónico se vacía más rápido que uno hipertónico.
Es un tubo muscular ubicado a continuación del estómago. Mide aproximadamente 6 metros y se extiende hasta su unión al intestino grueso, donde se ubica la válvula ileocecal. Presenta 3 porciones: la primera llamada duodeno mide 25 centímetros y tiene la forma de una letra C; la segunda porción se denomina yeyuno, y la tercera, íleon.
La capa interna está formada por la mucosa y submucosa. La mucosa es altamente especializada, pues presenta una serie de estructuras que le permiten aumentar la superficie de absorción:
- Válvulas conniventes o pliegues de Kerchering: Corresponden a grandes plegamientos de la mucosa.
- Vellosidades intestinales: Son formaciones digitiformes que sobresalen de la línea basal de la mucosa. En su interior se encuentran capilares sanguíneos y linfáticos que reciben los nutrientes absorbidos por la mucosa.
- Las células de la mucosa presentan microvellosidades, lo que incrementa enormemente la superficie celular. Se calcula una superficie de 200 m2.
La mucosa presenta células caliciformes productoras de mucus que la revisten, protegiéndola de los elementos que transitan el lumen intestinal.
También se encuentran glándulas de Lieberkühn que corresponden a profundizaciones del epitelio mucoso, que secretan mucus que se deposita como una capa protectora en la pared intestinal.
Formación del Quilo
Cuando el quimo ácido llega al duodeno, es mezclado con la secreción pancreática, con el jugo intestinal y con la bilis. De esta forma se transforma en quilo, con la importante participación del jugo intestinal. En esta etapa es importante la motilidad intestinal, que es de 2 tipos:
a. Peristaltismo
Mueven el quimo a lo largo del intestino mediante una onda de contracción anular viajera que recorre todo lo largo del intestino desde proximal a distal. Se inicia cuando el quimo distiende la pared del intestino, relajando la musculatura lisa. Esta acción provoca una respuesta refleja llamada reflejo mientérico, consistente en una onda circular que se desplaza por el intestino y hace avanzar el alimento.b. Segmentación
Corresponden a contracciones que se producen en diversos segmentos intestinales simultáneamente. Con estos movimientos, el quimo es obligado a tomar contacto con los jugos intestinales y con la mucosa, lo que favorece la digestión y absorción del alimento.
Es uno de los órganos más voluminosos que existen. Pesa aproximadamente 1500 gramos. Se ubica en la parte superior derecha del abdomen, por debajo del diafragma, y cubre parcialmente al estómago. Tiene una coloración roja oscura y si se mira muy de cerca, parece estar constituido por una serie de pequeños granulillos. Cada uno de ellos es un “lobulillo hepático”, unidad estructural y funcional del hígado.
Aunque cumple un rol sumamente importante en la digestión de las grasas, tiene muchas otras funciones (casi 2.000). Entre ellas podemos nombrar:
1) Produce glóbulos rojos durante la vida intrauterina (función eritropoyética).
2) Almacena glucosa en forma de glucógeno para momentos de estrés o ayuno prolongado.
3) Sintetiza algunos de los factores de la coagulación (6).
4) Es el responsable de la inactivación de sustancias tóxicas por medio de sus sistemas enzimáticos como, por ejemplo el alcohol, medicamentos, etc.
5) Degrada hormonas, con lo cual genera las sales biliares que son necesarias para la emulsión de las grasas.
6) Sintetiza bilis.
7) Almacena hierro.
8) Puede almacenar grandes volúmenes de sangre, ya que es un órgano voluminoso y expansible.
9) Sintetiza colesterol y fosfolípidos.
10) Forma urea para eliminar el amoníaco de los líquidos corporales.
11) Forma proteínas plasmáticas, como la albúmina y el fibrinógeno
12) Almacena vitamina A, D y B12.
13) Destruye los glóbulos rojos, liberando hemoglobina. Este pigmento rojo es degradado a biliverdina y posteriormente a bilirrubina.
La bilis se forma en todo el hígado y es recolectada por un sistema de canalículos que van confluyendo hasta formar conductos de mayor calibre. La bilis es almacenada en la vesícula, la que se encuentra por debajo del hígado. El contenido de la vesícula biliar es vaciado a través del conducto cístico, el cual, al unirse con el conducto hepático común, pasa a formar el colédoco.
El colédoco desemboca en el duodeno, en la papila duodenal a nivel del esfínter de Oddi. Cuando el alimento semidigerido llega al duodeno, se vierte una cierta cantidad de bilis. En los períodos interdigestivos (entre una comida y otra), la bilis efectúa el trayecto sólo hasta el conducto cístico por el cual llega a la vesícula, donde es concentrada y almacenada. El flujo biliar fluctúa entre 500 y 1.000 ml al día. La bilis se compone de:
- Sales biliares.
- Colesterol.
- Lecitina.
- Agua e iones.
- Pigmentos biliares (bilirrubina).
- No posee enzimas digestivas.Tiene un color amarillento verdoso dado por los pigmentos biliares, por lo que cuando hay un obstáculo al flujo y se acumulan en los tejidos, les da una tonalidad amarilla. Este fenómeno se denomina ictericia. En el intestino, los pigmentos biliares sufren transformaciones químicas por la flora bacteriana y son convertidos en los pigmentos pardos que les dan el color a las heces.
La bilis no contiene enzimas digestivas, es alcalina y ayuda a la digestión, neutralizando el quimo ácido proveniente del estómago. Las enzimas secretadas por el páncreas y las glándulas intestinales actúan mejor a pH en la escala neutra o ligeramente alcalina. Las sales de la bilis actúan como detergente y emulsifican las grasas en el intestino, formando una suspensión de pequeñas gotitas de grasa, lo que favorece la acción de la lipasa pancreática y gástrica.
Mecanismo de secreción biliar
Cuando los alimentos ingresan al duodeno, especialmente los de contenido graso, estimulan la liberación de una enterohormona llamada colecistoquinina o colecistocinina (CCK), la cual estimula las paredes de la vesícula biliar que al contraerse vierten el contenido biliar a través del cístico al colédoco, conducto a través del cual llega la bilis al duodeno.
Es una glándula mixta, endocrina y exocrina. Como glándula endocrina secreta las hormonas insulina, glucagón y somatostatina. Como glándula exocrina, libera el jugo pancreático que se vierte al duodeno a través del conducto de Wirsung.
El páncreas se ubica en el abdomen superior por detrás del estómago entre el bazo y el duodeno. Tiene una forma aplanada y se dispone en dirección horizontal. Consta de 3 segmentos:
- Cabeza.
- Cuerpo.
- Cola.
La unidad anatomofuncional pancreática es el acino pancreático.
Jugo Pancreático
Se produce en un volumen aproximado a los 800 ml. en 24 horas, y tiene 2 funciones principales:
- Secreción de enzimas digestivas.
- Secreción de bicarbonato para neutralizar el quimo ácido.Composición:
1) Electrolitos: Na+, K+, HCO3–, Cl–
2) Enzimas:
- Proteolíticas :
tripsina, quimotripsina, colagenasa (degrada la proteína de las fibras colágenas).
- Lipolíticas :
lipasa pancreática.
- Amilolíticas :
amilasa pancreática.
- Nucleasas :
DNA asa, RNA asa.
Jugo IntestinalProducido por pequeñas glándulas que se ubican en la mucosa del intestino delgado (Glándulas de Lieberkün).
Componente:
Erepsina: Ejerce su acción sobre los prótidos que ya han experimentado una transformación, es decir, sobre los péptidos para transformarlos en aminoácidos.
Lipasa Intestinal: Hidroliza los lípidos.
Amilasas Intestinales: Actúan sobre la maltosa, sacarosa y lactosa, transformándolas en los correspondientes monosacáridos.
Revisa tu libro del alumno para que estudies el resumen de las enzimas digestivas.
Es un tubo muscular ubicado a continuación del íleon. Presenta un lumen mayor que el intestino delgado y su diámetro no es constante, pues presenta los llamados Haustros. Está constituido por las siguientes partes:
- Ciego y apéndice.
- Colon ascendente.
- Colon transverso.
- Colon descendente.
- Colon sigmoides.El ciego es la porción inicial del colon, tiene la forma de un saco y de él pende una prolongación delgada como un dedo de guante llamada apéndice vermiforme, sin función conocida.
El colon sigmoides desemboca en el recto, que es la porción terminal del tubo digestivo.
Al corte histológico, el intestino delgado presenta 3 capas:
1) Túnica interna: Está constituida por la mucosa y submucosa. A este nivel la mucosa es aplanada, con una superficie de absorción pequeña.
2) Túnica media: Está formada por dos capas musculares: una circular interna y una longitudinal externa, que, a diferencia del resto del tubo digestivo, se concentra en bandas o cintas musculares llamadas tenias.
3) Túnica externa: Está formada por la serosa peritoneal.Recto y ano es la última porción del tubo digestivo, presenta una zona ampliada donde recibe las fecas, conocida como ampolla rectal. Se aboca al exterior mediante el ano. Presenta al corte histológico 3 capas.
El recto culmina a nivel anal mediante un esfínter doble que posee dos tipos de fibras: musculares lisas involuntarias, que constituyen el esfínter anal interno, y musculares estriadas de manejo voluntario, que conforman el esfínter anal externo.
Es el último paso que deben sufrir los alimentos al ser ingeridos. Consiste en el paso de moléculas simples a través de la pared intestinal, ya sea hacia la sangre o hacia la circulación linfática.
Existen 3 tipos de moléculas orgánicas dentro de los alimentos:
- Proteínas.
- Hidratos de carbono.
- Grasas (lípidos).El nivel de absorción de las proteínas es el duodeno y la parte alta del yeyuno.
La absorción de glucosa y galactosa (monosacáridos), se efectúa por transporte activo, no así otros monosacáridos que lo harían por difusión facilitada.
En la absorción de las grasas son importantes las sales biliares. Ellas van a formar conglomerados, llamados micelas, en cuyo interior se transportan los lípidos, hasta ponerlos en contacto con las microvellosidades para su absorción.
La absorción se produce a nivel de duodeno y yeyuno. En el interior de la célula, los ácidos grasos se unen al colesterol y proteínas, para formar los quilomicrones. Ellos son absorbidos, posteriormente, hacia la circulación linfática y de ahí a la venosa.
En total, ingresan 9 lts. de H2O al intestino. Como por las heces sólo se eliminan 200 ml, los 8.8 lts. restantes deben ser reabsorbidos. En el duodeno y yeyuno se absorben 5.5 lts., en el íleon 2.000 ml., y en el colon 300 ml.
La absorción de vitaminas hidrosolubles es rápida, y la de liposolubles depende de las enzimas pancreáticas y de la secreción biliar, lo mismo que para la absorción de grasas. Sin embargo, la vitamina B es absorbida en el íleon.
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