Nutrición y Digestión

La nutrición humana implica los siguientes requisitos y recursos:

• Se requiere energía y las fuentes principales son los carbohidratos y las grasas.
  • Los lípidos incluyen las grasas, pero tambien los fosfolípidos y el colesterol que pueden tener funciones estructurales.
  • Los carbohidratos incluyen los azúcares y los almidones, que son fuentes de energía rápida.
• Se requieren proteínas como fuente de aminoácidos.
  • Las proteínas de la dieta se descomponen por digestión en aminoácidos.
  • El cuerpo usa aminoácidos para formar las nuevas proteínas necesarias.
  • Las proteínas corporales desempeñan una gran cantidad de funciones involucradas en el cumplimiento de la mayoría de las tareas corporales.
• Los minerales son necesarios para funciones moleculares específicas en el cuerpo.
• Se requieren pequeñas cantidades de vitaminas para muchas funciones específicas del metabolismo.

Proporcionar los elementos de la nutrición en una forma utilizable para los propósitos del cuerpo requiere digestión.

• Masticar y tragar son la primera fase de la digestión.
  • La comida se desintegra mecánicamente.
  • La saliva contiene la enzima digestiva amilasa, que inicia la descomposición de los almidones en azúcar.
• El estómago retiene la comida, comienza la digestión química y controla el movimiento hacia adelante.
  • Las glándulas del revestimiento del estómago segregan enzimas para facilitar la descomposición química de los alimentos.
  • La hormona gastrina estimula la secreción de ácido clorhídrico por parte de células estomacales especializadas.
  • Otras células liberan pepsinógeno, que sirve como precursor del siguiente paso.
  • En el interior ácido del estómago, el pepsinógeno se convierte en pepsina, una proteasa activa que comienza la descomposición de las proteínas en cadenas más cortas de aminoácidos.
  • Los múltiples procesos en el estómago convierten la comida y los líquidos digestivos en un líquido ácido llamado quimo.
  • Bajo el control del esfínter pilórico muscular en la abertura inferior del estómago, se permite que el líquido se mueva en pequeñas cantidades (~ cucharadita) aproximadamente cada 20 segundos hacia el intestino delgado.
• El intestino delgado realiza la mayor parte de la digestión de los alimentos.
  • El hígado produce bilis, un componente crítico en el proceso digestivo.
    • La bilis es una mezcla compleja de sales biliares, otras sales, agua y colesterol.
    • La bilis se transporta y se almacena en la vesícula biliar, y se libera en el intestino delgado a través del conducto biliar delgado.
    • Las sales biliares actúan como detergentes para dispersar las grasas en partículas microscópicas.
  • El páncreasproporciona un suministro de lipasas, enzimas que digieren lípidos.
    • Las partículas lipídicas microscópicas producidas por la bilis son rápidamente digeridas por las lipasas.
  • El páncreas inyecta un volumen considerable de "jugo pancreático" en el intestino delgado.
    • La inyección de tal vez un litro por día de agua, bicarbonato de sodio y varias enzimas actúa para neutralizar el quimo ácido a un pH ligeramente básico.
    • Las enzimas adicionales son amilasa, peptidasas, tripsina y quimotripsina, que necesitan funcionar en un entorno básico.
    • La amilasa descompone los carbohidratos en azúcares constituyentes.
    • Las proteasas pancreáticas tripsina y quimotripsina rompen las proteínas y péptidos en cadenas de péptidos más cortas.
    • La carboxipeptidasa completa la digestión de las proteínas al separar los aminoácidos individuales de los extremos de las cadenas peptídicas.
  • La pared del intestino delgado completa el proceso digestivo
    • Las células especializadas forman el revestimiento de la pared del intestino delgado para completar el proceso digestivo.
    • Las proteasas completan la descomposición de los péptidos restantes en aminoácidos.
    • La sacarasa, la lactasa y la maltasa descomponen los disacáridos en azúcares simples.
    • Pequeñas cantidades de lipasa completan la digestión de los lípidos restantes.
    • Estos procesos ocurren mientras estas pequeñas moléculas resultantes se absorben en las células de la pared intestinal, que está protegida por una mucosa espesa para que no se digiera.
  • La pared del intestino delgado completa el proceso de absorción.
    • Numerosos pliegues y proyecciones de la pared del intestino delgado le dan un área de absorción unas 600 veces mayor que la de un tubo liso.
    • ¡El área total de absorción del intestino delgado, incluidas las vellosidades, es de unos 250 metros cuadrados!
    • Minúsculas vellosidades cubren la pared y se mueven hacia adelante y hacia atrás para absorber eficientemente las moléculas pequeñas y colocarlas en el suministro de sangre.

  Este material forma parte de una breve descripción de temas estudiados en biología, con la intención de poner de relieve, las conexiones con las ideas básicas de la Física y la ciencia física.