Salud y Fisiología Humana I 1ª Parte: Digestión Tema 2 de Biología NS Diploma BI Curso 2013-2015 Antes de comenzar ¿Sobre qué crees que trata esta unidad? Pregunta guía ¿Cómo el hidrógeno, presente en la harina de trigo del pan, pasa a formar parte de nuestro cuerpo? Conocimientos previos Actividad1 de la wiki, ¿conoces la anatomía del sistema digestivo? 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. PRODUCTOS SUSTRATO Las moléculas grandes son: Los productos de la digestión : - Generalmente insolubles. - Generalmente solubles. - Demasiado grandes para difundir a través de membrana. - Suficiente pequeños para pasar a la sangre (absorción) y después a los tejidos (asimilación). * Hidrólisis (rotura por agua) es la reacción utilizada para romper, mediante enzimas, grandes moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos y proteínas). La digestión es esencial La digestión de las grandes moléculas de nutrientes es esencial, pues permite: - Las moléculas más simples o sencillas puedan ser absorbidas por el intestino y que pasen a la sangre. - Las moléculas más simples o sencillas puedan ser transportadas por la sangre hasta todas las células del cuerpo donde pueden ser asimiladas. Molécula compleja 1. Polisacáridos 2. Proteínas 3. Lípidos Monómeros simples monosacáridos péptidos y aminoácidos ácidos grasos y glicerol Necesidad de las enzimas en la digestión El proceso digestivo es una reacción bioquímica, donde a partir de unos sustratos (moléculas complejas) se obtienen unos productos (nutrientes sencillos). Para que una reacción química tenga lugar, se necesita alcanzar la energía de activación de la reacción. La energía de activación de una reacción depende de varios factores, como la temperatura. A mayor temperatura, la energía de activación se alcanza antes, por lo que la velocidad de la reacción es mayor. Video 1 Sin embargo, la temperatura corporal es constante a 37 ºC. Las enzimas son catalizadores biológicos (proteínas) que incrementan la tasa de una reacción al disminuir esta energía de activación. Necesidad de las enzimas en la digestión Las enzimas son necesarios en la digestión porque al disminuir la energía de activación, la reacción no requiere altas temperaturas. Esto es ideal para los seres vivos, ya que las altas temperaturas dañan las células y las proteínas. En definitiva, las enzimas hacen que las reacciones ocurran más rápidamente por disminución de la energía de activación a la temperatura corporal. Necesidad de las enzimas en la digestión El gráfico muestra la reducción de la energía de activación por el uso de un enzima. La reacción normal requiere de una mayor energía de activación, solo posible con una mayor temperatura corporal, lo cual, es inusual en los seres vivos. La reacción catalizada por las enzimas tiene una menor energía de activación, que se correspondería con la temperatura corporal, pero que sólo es posible en presencia de un enzima. Digestión de los Glúcidos Polisacáridos Almidón Celulosa Celulosa: (C6H10O5)n Glucógeno Fibra Digestión de los Glúcidos Disacáridos Lactosa Sacarosa Maltosa Sacarosa: C12H22O12 Digestión de los Glúcidos Monosacáridos Glucosa Galactosa Fructosa Glucosa: C6H12O6 Digestión de los Glúcidos La digestión de los glúcidos comienza en la boca y se completa en el intestino delgado. almidón Boca y Luz intestinal α-amilasa (salival y pancreática) pH 7 maltosa 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 Lípidos Los triglicéridos son los lípidos más abundantes de nuestra dieta. Triglicéridos Fosfolípidos Colesterol Glicerol + 3 ác. grasos P Nuestro organismo puede sintetizar casi todos los lípidos que necesita, excepto los ácidos grasos esenciales: linoleico y araquidónico. Digestión Lípidos Glóbulo de grasa Los lípidos se digieren en el intestino delgado por la lipasa pancreática. Glóbulo de grasa Efecto mecánico Sales biliares EmulsiónSales Lipasa pancreática pH alcalino (>7) Monoglicerol + Ácidos grasos Digestión Lípidos Los lípidos se digieren en el intestino delgado por la lipasa pancreática, que se fabrica en el páncreas pero que actúa en el 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 las cadenas de ácidos grasos. Digestión Proteínas La digestión de proteínas se realiza en: 1. El estómago (pepsina) pH=2 2. La luz del intestino delgado (proteasas pancreáticas = tripsina) pH alcalino (8) Los productos de la pepsina son pequeños polipéptidos y de la tripsina, los aminoácidos. 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. Algunas enzimas digestivas humanas Enzima Fuente (Glándulas exocrinas) Sustrato Producto pH óptimo Amilasa Glándulas salivales Almidón Maltosa Neutro 7 Lipasa Páncreas Lípidos Ácidos grasos y glicerol Alcalino >7 Pepsina Glándulas gástricas Proteínas Polipéptidos Ácido 2 Tripsina Páncreas Proteínas Péptidos y aminoácidos Alcalino 8 Las enzimas digestivas humanas Anatomía del Sistema digestivo Boca glándulas salivares Tubo o tracto (boca – ano) digestivo Esófago Sistema digestivo Glándulas salivares Glándulas anejas Hígado Estómago Vesícula biliar Páncreas Intestino delgado Ileon Recto Páncreas Duodeno Intestino grueso Ano Hígado Función del estómago Es un órgano con forma de gaita y 2 litros de volumen. Participa en la digestión del alimento mediante la producción de jugo gástrico (ácido + enzimas). Comienza la digestión de las proteínas. Esófago Cardias Esfínter pilórico Video 2 Las paredes musculares se contraen para la digestión mecánica y para mezclar las enzimas con el bolo alimenticio. Las glándulas gátricas liberan ácido clorhídrico, mucus protector y enzimas. Los esfínteres musculares controlan la entrada del bolo alimenticio y la salida de quimo. Lumen: espacio interno donde se almacena el alimento mientras se encuenra en el interior del estómago. Histología de la pared del estómago (a) Lumen del estómago donde se almacena el bolo alimenticio durante 4 h. (b) Cavidades gástricas desde donde se secretan enzimas y ácido (jugo gástrico) y mucus. (c) Células cervicales. Producen el mucus que protege la superficie del estómago de la autodigestión. (d) Células parietales. Producen HCl para eliminar microorganismos que entren en el sistema digestivo y para convertir el pepsinógeno inactivo en pepsina activa. (e) Células principales. Producen pepsinógeno (enzima proteasa). el Función del estómago Función del intestino delgado Es un tubo de unos 6-7 m de longitud, que se comunica con el estómago mediante el píloro, y con el intestino grueso mediante la válvula ileocecal. Duodeno Íleon Yeyuno En él ocurren los procesos de digestión y absorción. Se distinguen tres regiones: Duodeno, yeyuno e íleon. Función del intestino delgado: Duodeno (digestión) Es la primera parte del intestino delgado, y en él se completa la digestión. El quimo ácido formado en el estómago entra en el intestino delgado atravezando el esfíter pilórico. Recibe las secrecciones del páncreas (jugo pancreático) y de la vesícula biliar (bilis). Hígado Vesícula biliar Estómago Jugo intestinal Páncreas Duodeno El jugo pancreático contiene enzimas digestivas y bicarbonato de sodio para neutralizar la acidez del quimo. La bilis contiene sales biliares (no enzimas) para la emulsión (reducción en tamaño) de los lípidos. Función del intestino delgado: Duodeno (digestión) Además del jugo pancreático y la bilis, el quimo es sometido a la acción del jugo intestinal, producido por la células de la mucosa del intestino delgado. El jugo intestinal, al igual que el pancreático, contiene enzimas digestivas capaces de digerir cualquier tipo de molécula presente en los alimentos. El resultado final de la acción de estas tres sustancias es la formación del quilo. BOLO ALIMENTICIO ALIMENTO Saliva QUIMO Jugo gástrico QUILO Jugo pancreático e intestinal y bilis 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 son proyecciones en forma de dedo que absorben los productos de la digestión. El gran número de estas vellosidades crea una gran área superficial para la absorción de los nutrientes obtenidos en la digestión. Las células epiteliales de las vellosidades tienen a su vez microvellosidades. Función del intestino delgado: Íleon (absorción) Histología del intestino delgado: Íleon (absorción) (a) Las vellosidades intestinales incrementan la superficie de absorción en la pared del intestino delgado. (b) Las microvellosidades de las células epiteliales, incrementan más la superficie de absorción (hasta 400 m2). (c) Vasos linfáticos (lactea) conectados al sistema linfático para el transporte de los lípidos. (d) En la pared del intestino delgado están los capilares que transportarán los productos absorbidos a través de la sangre. También se encuentra la capa muscular que mantiene los movimientos peristálticos. 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 concentración por 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 ha tenido lugar en el íleon, el alimento no digerido es empujado al intestino grueso. Su función es devolver a la sangre tanta agua como sea posible, antes de permitir la egestión de las heces sólidas. Sin embargo, en él también se produce la absorción de nutrientes. 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. Colon ascendente Colon transverso Colon descendente Ciego Recto La estructura plegada y alargada del colon maximiza el área superficial para la absorción de agua. Secreta mucus para lubricar el paso de las heces y se realiza contracciones musculares para mantener las heces en movimiento. Función del intestino grueso El agua del alimento no digerido es reabsorbida en el intestino grueso, dando lugar a su compactación, formando las heces fecales. En el colon se encuentran bacterias simbióticas (Escherichia coli) que constituyen la flora intestinal y que produce la vitamina K necesaria para nuestro organismo al participar en la coagulación de la sangre. La eliminación del alimento no digerido (heces) se denomina egestión, NO excreción (aparato excretor). Histología del intestino grueso (colon) (a) Lumen o luz del colon. (b) Mucus producido por las células de la pared del intestino grueso. (c) Capa muscular que mantiene los movimientos peristálticos. Absorción vs Asimilación Absorción: Paso de los nutrientes solubles desde el interior del tubo digestivo al torrente sanguíneo o linfático. Asimilación: Paso de los nutrientes solubles desde el torrente sanguíneo al interior de las células para la obtención de energía o construcción de nuevas estructuras (pasa a formar parte de la célula). Ejercicios Realiza los ejercicios de elección múltiple online (todos). Crear un quiz de 5 preguntas usando proprofs (1 y 3). Crea un quiz de 5 preguntas a partir de un video con eslvideo (4). Crear un popplet sobre este tema (5). Crear un goanimate sobre un aspecto de este tema (7). Crea un thinglink de una imagen del sistema digestivo (9). Realizar entrada en el blog sobre una noticia de actualidad sobre este topic (14).