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34.1: Sistemas digestivos - Biología

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34.1: Sistemas digestivos

34.3 Procesos del sistema digestivo

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Describe el proceso de digestión.
  • Detallar los pasos involucrados en la digestión y absorción.
  • Definir eliminación
  • Explicar el papel del intestino delgado y grueso en la absorción.

Obtener nutrición y energía de los alimentos es un proceso de varios pasos. Para los animales verdaderos, el primer paso es la ingestión, el acto de ingerir alimentos. A esto le sigue la digestión, la absorción y la eliminación. En las siguientes secciones, cada uno de estos pasos se discutirá en detalle.

Ingestión

Las moléculas grandes que se encuentran en los alimentos intactos no pueden atravesar las membranas celulares. Los alimentos deben descomponerse en partículas más pequeñas para que los animales puedan aprovechar los nutrientes y las moléculas orgánicas. El primer paso de este proceso es la ingestión. La ingestión es el proceso de ingerir alimentos por la boca. En los vertebrados, los dientes, la saliva y la lengua juegan un papel importante en la masticación (preparar la comida en bolo). Mientras la comida se descompone mecánicamente, las enzimas de la saliva también comienzan a procesar químicamente la comida. La acción combinada de estos procesos modifica la comida de partículas grandes a una masa blanda que se puede tragar y puede viajar a lo largo del esófago.

Digestión y absorción

La digestión es la descomposición mecánica y química de los alimentos en pequeños fragmentos orgánicos. Es importante descomponer las macromoléculas en fragmentos más pequeños que sean de tamaño adecuado para la absorción a través del epitelio digestivo. Las moléculas grandes y complejas de proteínas, polisacáridos y lípidos deben reducirse a partículas más simples, como el azúcar simple, antes de que puedan ser absorbidas por las células epiteliales digestivas. Los diferentes órganos desempeñan funciones específicas en el proceso digestivo. La dieta animal necesita carbohidratos, proteínas y grasas, así como vitaminas y componentes inorgánicos para el equilibrio nutricional. En las siguientes secciones se analiza cómo se digiere cada uno de estos componentes.

Carbohidratos

La digestión de los carbohidratos comienza en la boca. La enzima amilasa salival inicia la descomposición de los almidones de los alimentos en maltosa, un disacárido. A medida que el bolo de comida viaja a través del esófago hasta el estómago, no se produce una digestión significativa de carbohidratos. El esófago no produce enzimas digestivas, pero produce mucosidad para la lubricación. El ambiente ácido del estómago detiene la acción de la enzima amilasa.

El siguiente paso de la digestión de los carbohidratos tiene lugar en el duodeno. Recuerde que el quimo del estómago ingresa al duodeno y se mezcla con la secreción digestiva del páncreas, el hígado y la vesícula biliar. Los jugos pancreáticos también contienen amilasa, que continúa la descomposición del almidón y el glucógeno en maltosa, un disacárido. Los disacáridos se descomponen en monosacáridos mediante enzimas llamadas maltasas, sucrasas y lactasas, que también están presentes en el borde en cepillo de la pared del intestino delgado. Maltasa descompone la maltosa en glucosa. Otros disacáridos, como la sacarosa y la lactosa, son degradados por la sacarasa y la lactasa, respectivamente. La sacarasa descompone la sacarosa (o "azúcar de mesa") en glucosa y fructosa, y la lactasa descompone la lactosa (o "azúcar de la leche") en glucosa y galactosa. Los monosacáridos (glucosa) así producidos se absorben y luego se pueden usar en vías metabólicas para aprovechar la energía. Los monosacáridos se transportan a través del epitelio intestinal al torrente sanguíneo para ser transportados a las diferentes células del cuerpo. Los pasos de la digestión de carbohidratos se resumen en la figura 34.16 y la tabla 34.5.

Enzima Producido por Sitio de acción Sustrato que actúa sobre Productos finales
Amilasa salival Glándulas salivales Boca Polisacáridos (almidón) Disacáridos (maltosa), oligosacáridos
Amilasa pancreática Páncreas Intestino delgado Polisacáridos (almidón) Disacáridos (maltosa), monosacáridos
Oligosacaridasas Revestimiento de la membrana del borde en cepillo del intestino Intestino delgado Disacáridos Monosacáridos (p. Ej., Glucosa, fructosa, galactosa)

Proteína

Gran parte de la digestión de las proteínas tiene lugar en el estómago. La enzima pepsina juega un papel importante en la digestión de proteínas al descomponer la proteína intacta en péptidos, que son cadenas cortas de cuatro a nueve aminoácidos. En el duodeno, otras enzimas (tripsina, elastasa y quimotripsina) actúan sobre los péptidos reduciéndolos a péptidos más pequeños. La tripsina elastasa, carboxipeptidasa y quimotripsina son producidas por el páncreas y liberadas al duodeno, donde actúan sobre el quimo. La descomposición adicional de péptidos en aminoácidos individuales es ayudada por enzimas llamadas peptidasas (las que descomponen los péptidos). Específicamente, la carboxipeptidasa, la dipeptidasa y la aminopeptidasa desempeñan funciones importantes en la reducción de los péptidos a aminoácidos libres. Los aminoácidos se absorben en el torrente sanguíneo a través del intestino delgado. Los pasos de la digestión de proteínas se resumen en la figura 34.17 y la tabla 34.6.

Lípidos

La digestión de lípidos comienza en el estómago con la ayuda de lipasa lingual y lipasa gástrica. Sin embargo, la mayor parte de la digestión de lípidos ocurre en el intestino delgado debido a la lipasa pancreática. Cuando el quimo ingresa al duodeno, las respuestas hormonales desencadenan la liberación de bilis, que se produce en el hígado y se almacena en la vesícula biliar. La bilis ayuda a la digestión de lípidos, principalmente triglicéridos por emulsificación. La emulsificación es un proceso en el que los glóbulos de lípidos grandes se descomponen en varios glóbulos de lípidos pequeños. Estos pequeños glóbulos se distribuyen más ampliamente en el quimo en lugar de formar grandes agregados. Los lípidos son sustancias hidrófobas: en presencia de agua, se agregarán para formar glóbulos para minimizar la exposición al agua. La bilis contiene sales biliares, que son anfipáticas, lo que significa que contienen partes hidrofóbicas e hidrofílicas. Por tanto, el lado hidrófilo de las sales biliares puede interactuar con el agua en un lado y el lado hidrófobo se interfiere con los lípidos en el otro. Al hacerlo, las sales biliares emulsionan grandes glóbulos de lípidos en pequeños glóbulos de lípidos.

¿Por qué es importante la emulsificación para la digestión de lípidos? Los jugos pancreáticos contienen enzimas llamadas lipasas (enzimas que descomponen los lípidos). Si el lípido del quimo se agrega en glóbulos grandes, queda muy poca superficie de lípidos disponible para que actúen las lipasas, lo que deja incompleta la digestión de los lípidos. Al formar una emulsión, las sales biliares aumentan muchas veces la superficie disponible de los lípidos. Entonces, las lipasas pancreáticas pueden actuar sobre los lípidos de manera más eficiente y digerirlos, como se detalla en la figura 34.18. Las lipasas descomponen los lípidos en ácidos grasos y glicéridos. Estas moléculas pueden atravesar la membrana plasmática de la célula y entrar en las células epiteliales del revestimiento intestinal. Las sales biliares rodean los ácidos grasos de cadena larga y los monoglicéridos formando pequeñas esferas llamadas micelas. Las micelas se mueven hacia el borde en cepillo de las células absorbentes del intestino delgado, donde los ácidos grasos de cadena larga y los monoglicéridos se difunden desde las micelas hacia las células absorbentes, dejando las micelas en el quimo. Los ácidos grasos de cadena larga y los monoglicéridos se recombinan en las células absorbentes para formar triglicéridos, que se agregan en glóbulos y se recubren de proteínas. Estas grandes esferas se llaman quilomicrones. Los quilomicrones contienen triglicéridos, colesterol y otros lípidos y tienen proteínas en su superficie. La superficie también está compuesta por las "cabezas" de fosfato hidrófilo de los fosfolípidos. Juntos, permiten que el quilomicrón se mueva en un entorno acuoso sin exponer los lípidos al agua. Los quilomicrones abandonan las células absorbentes por exocitosis. Los quilomicrones ingresan a los vasos linfáticos y luego ingresan a la sangre en la vena subclavia.

Vitaminas

Las vitaminas pueden ser solubles en agua o en lípidos. Las vitaminas liposolubles se absorben de la misma manera que los lípidos. Es importante consumir cierta cantidad de lípidos en la dieta para ayudar a la absorción de vitaminas liposolubles. Las vitaminas solubles en agua se pueden absorber directamente en el torrente sanguíneo desde el intestino.

Enlace al aprendizaje

Este sitio web tiene una descripción general de la digestión de proteínas, grasas y carbohidratos.


34.1: Sistemas digestivos - Biología

Figura 1. Para los seres humanos, las frutas y verduras son importantes para mantener una dieta equilibrada. (crédito: modificación del trabajo de Julie Rybarczyk)

Todos los organismos vivos necesitan nutrientes para sobrevivir. Si bien las plantas pueden obtener las moléculas necesarias para la función celular a través del proceso de fotosíntesis, la mayoría de los animales obtienen sus nutrientes mediante el consumo de otros organismos. A nivel celular, las moléculas biológicas necesarias para la función animal son los aminoácidos, las moléculas de lípidos, los nucleótidos y los azúcares simples. Sin embargo, los alimentos consumidos consisten en proteínas, grasas y carbohidratos complejos. Los animales deben convertir estas macromoléculas en moléculas simples necesarias para mantener las funciones celulares, como ensamblar nuevas moléculas, células y tejidos. La conversión de los alimentos consumidos en los nutrientes necesarios es un proceso de varios pasos que implica la digestión y la absorción. Durante la digestión, las partículas de alimentos se descomponen en componentes más pequeños y luego son absorbidas por el cuerpo.

Uno de los desafíos en la nutrición humana es mantener un equilibrio entre la ingesta, el almacenamiento y el gasto energético de los alimentos. Los desequilibrios pueden tener graves consecuencias para la salud. Por ejemplo, comer demasiados alimentos sin gastar mucha energía conduce a la obesidad, lo que a su vez aumentará el riesgo de desarrollar enfermedades como la diabetes tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares. El reciente aumento de la obesidad y las enfermedades relacionadas hace que comprender el papel de la dieta y la nutrición en el mantenimiento de una buena salud sea aún más importante.


Rumiantes

Para ayudar a digerir la gran cantidad de material vegetal, el estómago de los rumiantes es un órgano de múltiples cámaras, como se ilustra en la Figura. Los cuatro compartimentos del estómago se denominan rumen, retículo, omaso y abomaso. Estas cámaras contienen muchos microbios que descomponen la celulosa y fermentan los alimentos ingeridos. El abomaso es el "verdadero" estómago y es el equivalente a la cámara monogástrica del estómago donde se secretan los jugos gástricos. La cámara gástrica de cuatro compartimentos proporciona un espacio más grande y el soporte microbiano necesario para digerir el material vegetal en los rumiantes. El proceso de fermentación produce grandes cantidades de gas en la cámara del estómago, que deben eliminarse. Como en otros animales, el intestino delgado juega un papel importante en la absorción de nutrientes y el intestino grueso ayuda en la eliminación de desechos.

Los animales rumiantes, como cabras y vacas, tienen cuatro estómagos. Los dos primeros estómagos, el rumen y el retículo, contienen procariotas y protistas que son capaces de digerir la fibra de celulosa. El rumiante regurgita el bolo alimenticio del retículo, lo mastica y lo traga en un tercer estómago, el omaso, que elimina el agua. El bolo alimenticio pasa luego al cuarto estómago, el abomaso, donde es digerido por las enzimas producidas por el rumiante.


23.3 El sistema digestivo de los anélidos

El sistema digestivo de una lombriz de tierra consta de boca, faringe, esófago, buche, molleja e intestino. La boca está rodeada de labios fuertes, que actúan como una mano para agarrar trozos de hierba muerta, hojas y malas hierbas, con trozos de tierra para ayudar a masticar. Los labios rompen la comida en trozos más pequeños. En la faringe, la comida está lubricada por secreciones de moco para facilitar el paso. El esófago agrega carbonato de calcio para neutralizar los ácidos formados por la descomposición de la materia alimentaria. El almacenamiento temporal ocurre en el cultivo donde se mezclan los alimentos y el carbonato de calcio. Los poderosos músculos de la molleja agitan y mezclan la masa de comida y tierra. Cuando se completa el batido, las glándulas en las paredes de la molleja agregan enzimas a la pasta espesa, lo que ayuda a descomponer químicamente la materia orgánica. Por peristalsis, la mezcla se envía al intestino, donde las bacterias benéficas continúan descomponiéndose. Esto libera carbohidratos, proteínas, grasas y varias vitaminas y minerales para su absorción en el cuerpo.


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Resumen de la sección

Diferentes animales han desarrollado diferentes tipos de sistemas digestivos especializados para satisfacer sus necesidades dietéticas. Los seres humanos y muchos otros animales tienen sistemas digestivos monogástricos con un estómago de una sola cámara. Las aves han desarrollado un sistema digestivo que incluye una molleja donde la comida se tritura en trozos más pequeños. Esto compensa su incapacidad para masticar. Los rumiantes que consumen grandes cantidades de material vegetal tienen un estómago de múltiples cámaras que digiere el forraje. Los pseudo-rumiantes tienen procesos digestivos similares a los de los rumiantes, pero no tienen el estómago de cuatro compartimentos. El procesamiento de alimentos implica la ingestión (comer), la digestión (descomposición mecánica y enzimática de moléculas grandes), la absorción (absorción celular de nutrientes) y la eliminación (eliminación de desechos no digeridos como heces).

Muchos órganos trabajan juntos para digerir los alimentos y absorber nutrientes. La boca es el punto de ingestión y el lugar donde comienza la descomposición mecánica y química de los alimentos. La saliva contiene una enzima llamada amilasa que descompone los carbohidratos. El bolo de comida viaja a través del esófago mediante movimientos peristálticos hacia el estómago. El estómago tiene un ambiente extremadamente ácido. Una enzima llamada pepsina digiere las proteínas en el estómago. En el intestino delgado tiene lugar una mayor digestión y absorción. El intestino grueso reabsorbe el agua de los alimentos no digeridos y almacena los desechos hasta su eliminación.


34.1: Sistemas digestivos - Biología

Pero primero, consideremos otros organismos:

¿De dónde obtienen el carbono orgánico para el metabolismo energético?

Son CO2, ¿la luz y el agua por sí solos son suficientes para el mantenimiento y el crecimiento?






¿Por qué los sistemas digestivos de los herbívoros son tan largos?

La "LÍNEA DE DESARMADO" (21 a 30 pies de largo):



La causa de las úlceras se ha vuelto a examinar en los últimos años y ahora se ha implicado a la bacteria Helicobacter pylori. La infección por H. pyloris está relacionada con el cáncer de estómago. La prevalencia de la infección es más baja en los países desarrollados (¿por qué?) Y la incidencia de úlceras y cánceres de estómago ha ido disminuyendo. Sin embargo, la incidencia de enfermedad por reflujo ácido y adenocarcinoma de esófago está aumentando, lo que sugiere que H. pyloris protege el esófago (la coevolución entre el huésped y el parásito le ha dado a H. pyloris la capacidad de regular la acidez del estómago).


Absorción de moléculas de alimentos en el sistema circulatorio:

La glucosa, las vitaminas y los aminoácidos requieren un transporte activo a las células epiteliales y se difunden a la sangre. La fructosa y los ácidos grasos se cruzan por difusión. Los ácidos grasos y el glicerol se recombinan y se recubren con proteína de colesterol para convertirse en quilomicrones que son solubles en agua y se mueven al sistema linfático.

Interconversión de moléculas de alimentos al ingresar al sistema circulatorio:

¿Hay que seguir una dieta perfectamente equilibrada de acuerdo con las necesidades metabólicas de las células para los tipos de moléculas discutidos anteriormente?

¿Por qué las venas que salen de las vellosidades del intestino delgado se acumulan en la vena porta hepática y pasan a través del hígado antes de unirse a la rama principal del sistema circulatorio? ¿Qué pasaría después de tu desayuno de coca cola y una barra de chocolate si no?

aminoácidos azúcares simples grasas




glucógeno

  1. el hígado y otras células convierten la glucosa en aminoácidos, grasas, glucógeno
  2. Estimular a las células para que utilicen la glucosa como fuente de energía facilitando su entrada en las células.
  1. descomposición del glucógeno por el hígado
  2. liberación de glucosa a la sangre.

¿Puede el cuerpo fabricar todos los tipos de moléculas que requiere el cuerpo?

Las vitaminas solubles en agua, las vitaminas solubles en grasa y los aminoácidos esenciales son necesarios en la dieta humana. Si otros organismos pueden fabricar estas moléculas, ¿por qué no pueden los humanos?


Una revisión acelerada del sistema digestivo

Durante la digestión intracelular, la descomposición de macromoléculas tiene lugar dentro de la célula. Durante la digestión extracelular, las macromoléculas se descomponen en lugares fuera de la célula (en el espacio extracelular, en el área circundante, en la luz de los tractos digestivos, etc.)

El desarrollo evolutivo de la digestión extracelular permitió a los organismos beneficiarse de una mayor variedad de alimentos. La descomposición de moléculas más grandes en más pequeñas fuera de la célula permitió el uso de otros alimentos que, por el tamaño de sus moléculas, no podían interiorizarse por difusión, fagocitosis o pinocitosis.

3. ¿Cómo se relaciona la digestión extracelular con la especialización celular y tisular?

Una variedad de células y tejidos especializados apareció como resultado de la digestión extracelular para proporcionar enzimas y estructuras especiales para la descomposición de macromoléculas dietéticas.

Este fenómeno permitió que otras células se utilizaran para otras tareas y diferenciaciones mientras se beneficiaban de los nutrientes distribuidos a través de la circulación.

Sistemas digestivos completos

4. ¿Cuál es la diferencia entre un sistema digestivo completo y un sistema digestivo incompleto? ¿Cómo se relacionan (o no) estos tipos de sistemas digestivos con la digestión extracelular?

Los animales con un sistema digestivo incompleto son aquellos en los que el tracto digestivo tiene una sola abertura (cnidarios, platelmintos). Los animales con un sistema digestivo completo son aquellos en los que el tracto digestivo tiene dos aberturas, una boca y un ano (incluidos todos los demás phyla animales, a excepción de los poríferos, que no tienen tracto digestivo).

En animales con tractos digestivos incompletos, la digestión es mixta. Comienza en el espacio extracelular y termina en el espacio intracelular. En animales con sistemas digestivos completos predomina la digestión extracelular dentro del tracto digestivo.

5. ¿Cuáles son algunas de las ventajas evolutivas entre los animales con un tracto digestivo completo?

Un tracto digestivo completo permite a los animales alimentarse continuamente sin esperar a que se eliminen los desechos antes de comenzar a digerir nuevos alimentos. De esta forma, es posible la absorción de mayores cantidades de nutrientes y por tanto se pueden desarrollar especies más grandes y complejas. Los tractos digestivos con dos aberturas también hacen que la digestión sea más eficiente, ya que proporcionan diferentes sitios con diferentes condiciones físicas y químicas (boca, estómago, intestinos) para la acción de diferentes sistemas de enzimas digestivas complementarias.

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Digestión mecánica

6. ¿Qué es la digestión mecánica? En general, en moluscos, artrópodos, lombrices de tierra, aves y vertebrados, ¿qué órganos intervienen en este tipo de digestión?

La digestión mecánica es la fragmentación de los alimentos con la ayuda de estructuras físicas especializadas, como los dientes, antes de la digestión & # xa0extracelular & # xa0. La fragmentación mecánica de los alimentos ayuda a las reacciones enzimáticas digestivas, ya que proporciona un área total más grande para el contacto entre las enzimas y sus sustratos.

En algunos moluscos, la rádula (una estructura similar a un diente) lleva a cabo la fragmentación mecánica. Algunos artrópodos, como las langostas y las libélulas, tienen piezas bucales que llevan a cabo la digestión mecánica de los alimentos. En las lombrices de tierra y las aves, la digestión mecánica la realiza un órgano muscular interno. En los vertebrados mandibulados, las mandíbulas y los músculos masticadores existen para triturar los alimentos antes de la digestión química.

Digestión química

7. Con respecto a la digestión extracelular, ¿qué se entiende por digestión química?

La digestión química es la serie de reacciones enzimáticas que se utilizan para descomponer las macromoléculas en otras más pequeñas. & # Xa0

8. ¿Qué tipo de reacción química es la descomposición de macromoléculas en otras más pequeñas que ocurre durante la digestión? ¿Cómo se llaman las enzimas que participan en este proceso?

Las reacciones de digestión extracelular son reacciones de hidrólisis o más bien, la descomposición de moléculas con la ayuda del agua. Las enzimas que participan en la digestión son enzimas hidrolíticas.

Órganos y tejidos digestivos humanos

9. ¿Qué órganos del cuerpo forman parte del sistema digestivo humano?

El sistema digestivo, también conocido como "systema digestorium", o el sistema gastrointestinal, está compuesto por los órganos del tracto digestivo más las glándulas anexiales digestivas. El tracto digestivo está compuesto por la boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado (duodeno, yeyuno, íleon), intestino grueso (ciego, colon, recto) y ano.

10. ¿Qué son los movimientos peristálticos? ¿Cuál es su papel en la digestión humana?

La peristalsis es el proceso de contracciones sincronizadas de la pared muscular del tracto digestivo. Los movimientos peristálticos pueden ocurrir desde el esófago hasta los intestinos inclusive.

Los movimientos peristálticos son involuntarios y tienen la función de mover y mezclar los alimentos a lo largo del tubo digestivo. La deficiencia del movimiento peristáltico (en caso de lesiones de la inervación de la pared muscular del tracto digestivo provocadas por la enfermedad de Chagas, por ejemplo) puede provocar la interrupción del tránsito de alimentos en el interior de los intestinos, lo que conlleva graves consecuencias clínicas como megacolon ( agrandamiento anormal del colon) y megaesófago (agrandamiento del esófago). & # xa0

11. Desde la luz hasta la superficie externa, ¿qué tejidos forman la pared del tracto digestivo?

Desde la superficie interna hasta la superficie externa, la pared del tracto digestivo está formada por mucosa (tejido epitelial responsable de la absorción intestinal), submucosa (tejido conectivo debajo de la membrana mucosa donde se encuentran la sangre, los vasos linfáticos y las fibras neurales), capas musculares (lisas tejido muscular, dos capas, una capa circular interior y otra capa longitudinal exterior, estructuras responsables de los movimientos peristálticos), y la membrana serosa (tejido epitelial y conjuntivo que forman la superficie externa del órgano). En los intestinos, la membrana serosa se extiende para formar el mesenterio, una serosa que encierra los vasos sanguíneos y sostiene los intestinos dentro de la cavidad abdominal. & # Xa0

La boca y las glándulas salivales

12. ¿Dónde se encuentran las glándulas salivales en los seres humanos?

Hay 6 glándulas salivales principales en los seres humanos, una de las cuales se encuentra en cada glándula parótida, dos debajo de las mandíbulas (submandibular) y dos en la base de la lengua (sublingual). Existen más de 700 glándulas salivales menores dispersas en la mucosa del labio, encías, paladar y faringe.

13. ¿Cuál es el pH aproximado de la secreción de saliva? ¿Es un fluido ácido o alcalino? ¿Cuáles son las principales funciones de la saliva?

El pH de la saliva es de aproximadamente 6,8. Por tanto, es un pH ligeramente ácido.

La saliva lubrica la comida e inicia su digestión extracelular enzimática. También actúa como amortiguador del pH de la boca, además de desempeñar un papel importante en la protección del organismo frente a patógenos, debido a la presencia de anticuerpos IgA en el mismo (también presentes en las lágrimas, el calostro, la leche materna y en la mucosas del intestino y las vías respiratorias).

14. ¿Qué enzima digestiva contiene la saliva? ¿Qué tipo de alimento digiere y en qué moléculas más pequeñas descompone el alimento?

La hidrolasa salival se conoce como amilasa salival o ptialina. La ptialina digiere los carbohidratos al descomponer el almidón y el glucógeno, los polímeros de glucosa, en maltosa (un disacárido de glucosa) y dextrina.

El esófago

15. ¿Por qué la comida no entra en la tráquea en lugar del esófago?

Cuando se traga la comida, se activa el reflejo de deglución y la laringe se eleva y se cierra para evitar que las partículas de comida entren en la tráquea, evitando la aspiración de materiales extraños hacia los bronquios.

16. ¿Es el esófago un órgano muscular? ¿Por qué la comida puede llegar al estómago incluso si alguien está acostado en una cama?

El esófago es un órgano predominantemente muscular. Es un tubo muscular, que consta de tejido muscular estriado en su tercio superior, tejido muscular mixto (estriado y liso) en su tercio medio y tejido muscular liso en su tercio inferior. La peristalsis del esófago hace que la comida se mueva hacia el estómago incluso sin la ayuda de la gravedad.

El estómago

17. ¿Qué ruta sigue el alimento ingerido, desde el momento de la deglución hasta que llega al duodeno?

Hasta llegar al duodeno, la comida entra por la boca, pasa por la faringe, baja por el esófago y pasa por el estómago.

18. ¿Cómo se llama la válvula que separa el estómago del esófago? Cual es su funcion?

La válvula que separa el estómago del esófago se llama cardias. Tiene la función de evitar que el contenido ácido del estómago vuelva a entrar en el esófago una vez más. El funcionamiento inadecuado de esta válvula provoca reflujo gastroesofágico, una enfermedad en la que los pacientes se quejan de hinchazón y ardor de estómago (ardor retroesternal).

19. ¿Cómo se llama la válvula que separa el duodeno del estómago? Cual es su funcion?

La válvula que separa el estómago del duodeno es el píloro. Tiene la función de mantener los alimentos dentro de la cavidad gástrica durante el tiempo suficiente para permitir que tenga lugar la digestión gástrica. También tiene la función de evitar que el contenido intestinal regrese al estómago.

20. ¿Cuál es el pH dentro del estómago? ¿Por qué es necesario mantener ese nivel de pH? ¿Cómo se mantiene? ¿Qué células producen ese pH?

El pH normal del jugo gástrico es de alrededor de 2. Por lo tanto, es un pH ácido.

Es necesario que el pH gástrico se mantenga ácido para la transformación del pepsinógeno (una proenzima secretada por las células principales gástricas) en pepsina, la enzima digestiva que actúa solo bajo pH bajos. Este nivel de pH se alcanza mediante la secreción de ácido clorhídrico (HCl) por las células parietales. & # Xa0

21. Además de ser necesario para la activación de la principal enzima digestiva gástrica, ¿cómo interviene directamente el HCl en la digestión?

Con su efecto corrosivo, el HCl también ayuda a romper el enlace entre las partículas de alimentos, facilitando el proceso digestivo.

22. ¿Cómo se protege la mucosa gástrica del pH ácido del estómago?

El epitelio gástrico es tejido secretor de moco, lo que significa que produce moco. El moco cubre la pared del estómago, evitando su corrosión por el jugo gástrico.

23. ¿Qué enzima digestiva actúa dentro del estómago? ¿Qué tipo de comida digiere? ¿Qué células producen esa enzima?

La enzima digestiva que actúa en el estómago es la pepsina. La pepsina tiene la función de descomponer las proteínas en péptidos más pequeños. Las células gástricas que producen pepsinógeno (el precursor zimógeno de la pepsina) son las células principales.

El intestino delgado

25. ¿Cuáles son las tres partes del intestino delgado?

El intestino delgado se divide en tres partes: duodeno, yeyuno e íleon. & # Xa0

26. ¿Cuáles de los carbohidratos, grasas o proteínas ya se sometieron a digestión química al llegar al píloro (al salir del estómago)?

Al salir del estómago, los carbohidratos ya se han sometido a la digestión química en la boca y las proteínas ya se han sometido al proceso de digestión química de las enzimas en el estómago. & # Xa0 Los carbohidratos se modifican bajo los efectos de la amilasa salival (ptialina) y las proteínas se cambian bajo acción de la enzima pepsina en el jugo gástrico. Las grasas no se someten a digestión química hasta que llegan al duodeno.

El hígado y la vesícula biliar

27. ¿Qué sustancia producida en el hígado participa en la digestión en el intestino delgado? ¿Cuál es el papel de esta sustancia en el proceso digestivo?

La bilis, un líquido emulsionante, es producida por el hígado y luego almacenada en la vesícula biliar y liberada en el duodeno.

La bilis está compuesta por sales biliares, colesterol y pigmentos biliares. Las sales biliares son detergentes, moléculas anfifílicas o, mejor dicho, moléculas con una porción polar soluble en agua y una porción no polar soluble en grasa. Esta característica permite que las sales biliares encierren grasas dentro de micelas solubles en agua en un proceso llamado emulsificación. A través de este proceso, las grasas entran en contacto con las lipasas intestinales, enzimas que las descomponen en ácidos grasos más simples y glicerol.

28. ¿Cuál es el órgano anexial del sistema digestivo en el que se almacena la bilis? ¿Cómo reacciona este órgano a la ingestión de alimentos ricos en grasas?

La bilis se concentra y se almacena en la vesícula biliar.

Cuando se ingieren alimentos con alto contenido de grasa, la vesícula biliar se contrae para liberar bilis en el duodeno. (Esta es la razón por la que los pacientes con cálculos biliares no deben ingerir alimentos grasos, ya que la contracción reactiva de la vesícula biliar puede mover algunos de los cálculos hasta el punto de bloquear el conducto que drena la bilis al duodeno, provocando dolor y posibles complicaciones graves). & # xa0

29. ¿Cuáles son las funciones digestivas del hígado?

Además de producir bilis para su liberación en el duodeno, el hígado tiene otras funciones digestivas.

La red de venas que absorbe los nutrientes de los intestinos, llamada circulación mesentérica, drena su contenido de sangre casi por completo a la vena porta hepática. Esta vena irriga el hígado con materiales absorbidos por la digestión. Por lo tanto, el hígado participa en el almacenamiento, procesamiento e inactivación de nutrientes.

La glucosa se polimeriza en glucógeno en el hígado. Este órgano también almacena muchas vitaminas y el hierro que se absorbe en el intestino. Algunas moléculas metabólicas importantes, como la albúmina y los factores de coagulación, se producen en el hígado a partir de los aminoácidos de la dieta. En el hígado, las sustancias tóxicas ingeridas, como el alcohol y las drogas, también se inactivan. & # Xa0

El páncreas

30. Además del hígado, ¿qué otra glándula anexial del sistema digestivo libera sustancias involucradas en la digestión extracelular en el duodeno?

La otra glándula anexial del sistema digestivo es el páncreas. Este órgano produce las enzimas digestivas que digieren proteínas (proteasas), lípidos (lipasas) y carbohidratos (amilasas pancreáticas). Otras enzimas digestivas, como gelatinasa, elastasa, carboxipeptidasa, ribonucleasa y desoxirribonucleasa también son secretadas por el páncreas.

31. ¿Cómo participa el jugo pancreático en la digestión de proteínas? ¿Qué enzimas están involucradas?

El páncreas segrega tripsinógeno que, al someterse a la acción de la enzima enteroquinasa, secretada por el duodeno, se transforma en tripsina. La tripsina, a su vez, cataliza la activación del quimotripsinógeno pancreático en quimotripsina. La tripsina y la quimotripsina son proteasas que descomponen las proteínas en péptidos más pequeños. Los péptidos más pequeños luego se descomponen en aminoácidos por la enzima carboxipeptidasa (también secretada por el páncreas en forma de zimógeno y activada por la tripsina) con la ayuda de la enzima aminopeptidasa, que se produce en la membrana mucosa intestinal.

32. ¿Cómo procede el jugo pancreático con la digestión de los carbohidratos? ¿Qué enzima está involucrada?

La digestión de carbohidratos comienza con la acción de la amilasa salival (ptialina) en la boca y continúa en el duodeno a través de la acción del jugo pancreático. Este jugo contiene la enzima amilasa pancreática o amilopsina, que descompone el almidón (amylum) en maltosa (un disacárido compuesto por dos moléculas de glucosa).

33. ¿Cómo ayuda el jugo pancreático a digerir los lípidos? ¿Qué enzima está involucrada?

La enzima lipasa pancreática está presente en el jugo pancreático. Esta enzima descompone el triacilglicerol (triglicérido) en ácidos grasos y glicerol.

Enzimas digestivas, secreciones digestivas y pH

34. Además del jugo pancreático en el intestino, también se secreta jugo entérico que contiene enzimas digestivas. ¿Cuáles son estas enzimas y qué tipo de molécula descompone cada una de estas enzimas?

El jugo entérico es secretado por la mucosa del intestino delgado. Las enzimas del jugo entérico y sus respectivas funciones se describen a continuación:

Enteroquinasa: enzima que activa el tripsinógeno en tripsina. Sacarasa: enzima que descompone la sacarosa (sacarosa) en glucosa y fructosa. Maltasa: enzima que descompone & # xa0down & # xa0maltosa en dos moléculas de glucosa. Lactasa: enzima que descompone la & # xa0 & # xa0lactosa en glucosa y galactosa. Peptidasas: enzimas que descomponen & # xa0down & # xa0oligopéptidos en aminoácidos. Nucleotidasas: Enzimas que descomponen los nucleótidos en sus componentes (bases nitrogenadas, fosfatos y pentosas).

35. A partir del pH ácido del estómago, ¿qué pH está presente cuando el quimo ingresa al duodeno? ¿Por qué es necesario mantener ese nivel de pH en el intestino delgado? ¿Qué órganos son responsables de ese nivel de pH y cómo se mantiene?

Al entrar en el duodeno, el quimo entra en contacto con el jugo pancreático con un pH de aproximadamente 8,5. La neutralización de la acidez del quimo es necesaria para mantener el nivel de pH adecuado para el funcionamiento de las enzimas digestivas que actúan en el duodeno. Sin la neutralización de la acidez del quimo, se dañaría la membrana mucosa del intestino.

Cuando es estimulado por la acidez del quimo, el duodeno produce una hormona llamada secretina. La secretina estimula al páncreas para que libere jugo pancreático y también le indica a la vesícula biliar que expulse la bilis en el duodeno. La secreción pancreática, rica en iones bicarbonato, se libera en el duodeno y neutraliza la acidez del quimo, esta acidez también es neutralizada por la secreción de bilis en la luz duodenal.

36. ¿Cuáles son las cinco secreciones digestivas humanas? ¿Cuál de ellos es el único que no contiene enzimas digestivas?

Las secreciones digestivas humanas son: saliva, jugo gástrico, bilis, jugo pancreático y jugo entérico. Entre estas secreciones, solo la bilis no contiene enzimas digestivas.

37. ¿Por qué las células productoras de proteasas del estómago y del páncreas producen solo los precursores de las enzimas proteolíticas activas?

El estómago y el páncreas producen cimógenos de las proteasas pepsina, quimotripsina y tripsina y estos cimógenos se liberan en la luz gástrica o duodenal para su activación. Esto es para prevenir la digestión de las células y tejidos propios de estos órganos (estómago y páncreas) por la forma activa de las enzimas. Por tanto, la producción de zimógenos es una estrategia protectora contra los efectos naturales de las enzimas proteolíticas.

Vellosidades y microvellosidades intestinales

38. Después de la digestión, el siguiente paso es la absorción por las células de la membrana mucosa del intestino. Para que esto suceda, una gran superficie de absorción es una ventaja. ¿Cómo es posible que el pequeño espacio interno del cuerpo de un organismo pluricelular contenga una gran superficie intestinal?

La evolución intentó resolver este problema de dos formas. La forma más sencilla es la forma alargada y tubular de los intestinos (de aproximadamente ocho metros de longitud), que es posible gracias a las numerosas asas del intestino delgado plegadas y plegadas. Las soluciones más eficaces son las vellosidades intestinales y las microvellosidades de las células de la membrana mucosa.

La pared intestinal no es lisa. La mucosa, junto con su submucosa, se proyecta hacia la luz intestinal como dedos enguantados, formando invaginaciones y vellosidades que multiplican la superficie disponible para la absorción. Además, las células epiteliales que cubren estas vellosidades contienen numerosas proyecciones similares a pelos llamadas microvellosidades en la superficie externa (superficie de la luz) de su membrana plasmática. El área de absorción de los intestinos aumenta así cientos de veces a través de estas soluciones.

El yeyuno y el íleon contienen pliegues que también tienen la función de aumentar la superficie de absorción.

El colon

39. ¿En qué parte del tracto digestivo se absorbe principalmente el agua? ¿Qué pasa con los iones minerales y las vitaminas?

La mayor parte del agua, las vitaminas y los iones minerales son absorbidos por el intestino delgado. El intestino grueso, sin embargo, es responsable de la reabsorción de casi el 10% del agua ingerida, una cantidad importante que da consistencia a las heces (las enfermedades del colon pueden causar diarrea).

La ruta de la digestión a los tejidos

40. Desde la luz intestinal hasta los tejidos, ¿cuál es la ruta de los nutrientes después de la digestión?

Los monosacáridos, los aminoácidos, las sales minerales y el agua son absorbidos por el epitelio intestinal y recogidos por los vasos capilares de las vellosidades intestinales. Desde los capilares, los nutrientes van a la circulación mesentérica, un sistema de vasos sanguíneos que drena las asas intestinales. La sangre de la circulación mesentérica se drena a la vena portal hepática y el hígado procesa algunos nutrientes. Desde el hígado, los nutrientes son recolectados por las venas hepáticas, que descargan su contenido de sangre en la vena cava inferior. Luego, la sangre de la vena cava inferior ingresa a las cavidades derechas del corazón y se bombea a los pulmones para su oxigenación. Desde los pulmones, la sangre regresa al corazón, donde se bombea a los tejidos, distribuyendo así nutrientes y oxígeno.

Quilomicrones y colesterol

41. ¿Cuál es la ruta especial que siguen los lípidos durante la digestión? ¿Qué son los quilomicrones?

Los triglicéridos emulsionados por la bilis dentro de las micelas están sujetos a la acción de las lipasas, que las descomponen en ácidos grasos y glicerol. Los ácidos grasos, el glicerol y el colesterol son absorbidos por la mucosa intestinal. En el interior de las células mucosas, los ácidos grasos y el glicerol vuelven a formar triglicéridos que, junto con el colesterol y los fosfolípidos, se empaquetan en pequeñas vesículas cubiertas por proteínas llamadas quilomicrones. Los quilomicrones se liberan en vasos linfáticos minúsculos a diferencia de los vasos sanguíneos y entran en la circulación linfática. Por tanto, el sistema linfático juega un papel importante en la absorción de lípidos.

La circulación linfática drena su contenido hacia la circulación sanguínea venosa. De esa manera, los quilomicrones llegan al hígado, donde su contenido de lípidos se procesa y se libera a la sangre en forma de complejos que contienen proteínas llamadas lipoproteínas, como HDL, VLDL y LDL.

42. ¿Cuáles son los tipos de colesterol denominados “buenos” y “malos”?

Las lipoproteínas son complejos compuestos de lípidos (triglicéridos y colesterol) y proteínas. Las lipoproteínas presentan diferentes densidades según la relación entre su proteína y su cantidad de lípidos, ya que los lípidos son menos densos que las proteínas. Las lipoproteínas de baja densidad (LDL) son aquellas con una relación proteína / lípidos baja.Las lipoproteínas de alta densidad (HDL) tienen una relación proteína / lípido alta, otro grupo son las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) con una relación lípido / proteína muy baja.

El LDL se conoce como "colesterol malo" porque transporta el colesterol desde el hígado a los tejidos y, como resultado, contribuye a la formación de placas de ateroma dentro de los vasos sanguíneos, una afección llamada aterosclerosis (que no debe confundirse con arteriosclerosis), que puede provocar a obstrucciones circulatorias graves como infarto agudo de miocardio, accidentes cerebrovasculares y trombosis. El HDL se conoce como “colesterol bueno” porque transporta el colesterol de los tejidos al hígado (para ser eliminado con la bilis). Una gran cantidad de HDL en la sangre reduce el riesgo de aterosclerosis. (VLDL se transforma en LDL después de perder triglicéridos en la sangre).

La función digestiva de las fibras vegetales

43. Why does the ingestion of vegetable fibers improve the regularity of the bowel movements in people who suffer from hard stool?

Some types of plant fibers are not absorbed by the intestine but play an important role in the functioning of the organ. They retain water inside the bowels and therefore contribute to the softening of the feces. Softer feces are easier to eliminate during defecation. People who eat less dietary fiber may suffer from hard stool and constipation.

Intestinal Bacterial Flora

44. What are the main functions of the bacterial flora within the human gut?

Bacteria that live inside the gut play an important role in digestion. Some polysaccharides such as cellulose, hemicellulose and pectin are not digested by digestive enzymes secreted by the body instead, they are broken down by enzymes released by bacteria in the gastrointestinal tract. Intestinal bacterial flora also produce substances vital to the functioning of the bowels, facilitating or blocking the absorption of nutrients and stimulating or reducing peristalsis. Some gut bacteria are the main source of vitamin K for the body and, as a result, they are essential for the blood clotting process.

The intestinal flora contains useful but also potentially harmful bacteria. It is estimated that more than 100 trillion bacteria live in a human gut. Some bacteria are useful because they compete with other species, preventing the excessive proliferation of other bacteria.

Digestive Hormones

45. The release of digestive secretions is controlled by hormones. What hormones participate in this regulation?

The hormones that participate in the regulation of digestion are gastrin, secretin,਌holecystokininਊnd enterogastrone.

46. How is gastrin produced and what is its function in the digestive process?

The presence of food in the stomach stimulates the secretion of gastrin, which in turn triggers the release of gastric juice.

47. Where is secretin produced and what is its ਏunction in the digestive process?

Secretin is produced in the duodenum. The acidity of ਌hyme causes the duodenum to release this hormone, which in turn stimulates the secretion of pancreatic juice.

48. How is cholecystokinin produced and what is its function in the digestive process?

The fat level of the chyme detected in the duodenum stimulates the secretion of਌holecystokinin (CCK). CCK acts by stimulating the secretion of pancreatic juice and the releasing of bile by the gallbladder.

49. Where is enterogastrone produced and what is its function in the digestive process?

When chyme is too fatty, the duodenum secretes enterogastrone. This hormone reduces the peristalsis of the stomach, thus slowing the entrance of food into the duodenum (as the digestion of fats takes more time).

Avian and Ruminant Digestive Systems

50. What are the special structures of the avian digestive tract and their respective functions?

The digestive tract of birds contains special structures, which occurs in this order: the crop, the proventriculus and the gizzard.

The crop has the function of the temporary storage of ingested food and is a more dilated area of the avian esophagus. The proventriculus is the chemical stomach of birds, in which food is mixed with digestive enzymes. The gizzard is a muscular pouch that serves as a mechanical stomach, in which food is ground up to increase the exposure area of the food particles to digestive enzymes. 

51. Compared to mammals, do birds absorb more or less water in their digestive system? Why is this phenomenon an adaptation to flight?

Bird feces are more liquid than mammal feces, meaning that less water is absorbed by the avian digestive system. The more frequent elimination of feces in birds due to their less solid feces is an adaptation to flight, since their body weight is maintained lower.

52. What is meant by “the mutualistic digestion of cellulose”, a phenomenon that occurs in some mammals and insects?

Herbivorous animals eat large amounts of cellulose, a substance not digested by their digestive enzymes. In these animals, regions of the digestive tract are colonized by microorganisms that digest cellulose. As a result, a mutualistic ecological interaction between animals and microorganisms occurs. This interaction is present in horses, cows, rabbits and in some insects, such as termites.

53. Cows swallow their food once and then this food goes back to the mouth to be chewed again. How can this phenomenon be explained?

The food ingested by cows and other ruminant animals first passes through two compartments of the digestive tract called the rumen and the reticulum. Within them, the food is subject to the action of digestive enzymes released by microorganisms that live there in a mutualistic ecological interaction. In the reticulum, the food is broken down. After passing through reticulum, the food (cud) is regurgitated to the mouth to be chewed and swallowed once again in a process called rumination. The food then enters the omasum, where it is mechanically mixed. After that, the food goes to the abomasum, the organ where chemical digestion takes place. After leaving the abomasum (the true stomach). the food gains the intestine.

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34.1: Digestive Systems - Biology

Figure 1. For humans, fruits and vegetables are important in maintaining a balanced diet. (credit: modification of work by Julie Rybarczyk)

Todos los organismos vivos necesitan nutrientes para sobrevivir. While plants can obtain the molecules required for cellular function through the process of photosynthesis, most animals obtain their nutrients by the consumption of other organisms. A nivel celular, las moléculas biológicas necesarias para la función animal son los aminoácidos, las moléculas de lípidos, los nucleótidos y los azúcares simples. Sin embargo, los alimentos consumidos consisten en proteínas, grasas y carbohidratos complejos. Animals must convert these macromolecules into the simple molecules required for maintaining cellular functions, such as assembling new molecules, cells, and tissues. The conversion of the food consumed to the nutrients required is a multi-step process involving digestion and absorption. During digestion, food particles are broken down to smaller components, and later, they are absorbed by the body.

Uno de los desafíos en la nutrición humana es mantener un equilibrio entre la ingesta, el almacenamiento y el gasto energético de los alimentos. Imbalances can have serious health consequences. For example, eating too much food while not expending much energy leads to obesity, which in turn will increase the risk of developing illnesses such as type-2 diabetes and cardiovascular disease. The recent rise in obesity and related diseases makes understanding the role of diet and nutrition in maintaining good health all the more important.


Ver el vídeo: El viaje de los alimentos a través de tu cuerpo (Junio 2022).


Comentarios:

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