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Ficha temática

Nutrientes - Sistema digestivo

Te invitamos a conocer las principales funciones del sistema digestivo. Además podrás conocer los órganos que participan en éste. El recurso contiene ilustraciones.

Nutrientes - Sistema digestivo

NUTRIENTES
El cuerpo humano es capaz de convertir cada uno de estos alimentos que ingiere en nutrientes que las células del cuerpo necesitan para funcionar, crecer y replicarse. En esta  sección, aprenderás qué nutrientes necesita el cuerpo humano, y cómo utiliza estos nutrientes para llevar a cabo los procesos vitales.

SEIS CLASES DE NUTRIENTES

Los organismos que no realizan fotosíntesis deben obtener energía de los nutrientes que están en los alimentos que consumen. Un nutriente es una sustancia requerida por el organismo para obtener  energía,  su crecimiento,  la reparación  y mantención de sus tejidos. Todos los alimentos contienen al menos uno de seis nutrientes básicos: hidratos de carbono, proteínas, lípidos, vitaminas, minerales y agua. Pocos alimentos contienen todos los seis nutrientes. La mayoría de los alimentos contiene una alta concentración de sólo uno o dos de estos nutrientes.
Los nutricionistas clasifican los alimentos en seis grupos: carne, lácteos, frutas, verduras, panes y cereales y grasas, aceites y dulces, basándose en la similitud de los nutrientes que poseen. Cada nutriente desempeña un papel diferente para  mantener a un organismo saludable.  La pirámide nutricional, que se muestra a continuación, elaborada en 1992, según el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) muestra el número de porciones de cada grupo de alimentos necesarios para una dieta equilibrada.

pirámide

HIDRATOS DE CARBONO, PROTEÍNAS Y LÍPIDOS

Los tres nutrientes necesarios en  mayores  cantidades por el organismo: hidratos de carbono, proteínas y lípidos, son compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos son compuestos que contienen el elemento carbono, hidrógeno y oxígeno.

Hidratos de carbono
Los carbohidratos son compuestos orgánicos, compuestos de carbono, hidrogeno y oxígeno. Los hidratos de carbono se degradan en la respiración aeróbica para proporcionar la mayor parte de la energía del cuerpo. Aunque las proteínas y las grasas también son fuente de energía, el cuerpo utiliza más fácilmente la energía proporcionada  por los hidratos de carbono.  Los carbohidratos contienen azúcares que son rápidamente convertidos en  energía utilizable en forma de  ATP, en cambio, las proteínas y grasas deben pasar a través de muchos procesos químicos antes de que el cuerpo pueda utilizarlos para formar ATP. La fructosa y glucosa en las frutas y miel son azúcares simples o monosacáridos. Estos azúcares pueden ser absorbidos directamente en el torrente sanguíneo y  estar disponible en las células para su uso en la respiración celular. La sacarosa (azúcar de mesa), maltosa, y lactosa (azúcar de la leche) son disacáridos. Disacáridos son azúcares que constan de dos monosacáridos formando un enlace químico. Antes que los disacáridos  puedan ser utilizados por el cuerpo para obtener  energía,  deben dividirse en dos monosacáridos, en un proceso llaman hidrólisis. Los polisacáridos son moléculas complejas que constan de muchos monosacáridos formando enlace. El almidón que se encuentran en muchos granos y hortalizas es un polisacárido formado por largas cadenas de moléculas de glucosa. Durante la digestión, las enzimas hidrolizan estas largas cadenas obteniéndose unidades de glucosa separadas.


Proteínas
El principal material estructural y funcional de las células del cuerpo son las proteínas. Las proteínas consisten en largas cadenas de aminoácidos. Las proteínas de los alimentos deben desdoblarse en aminoácidos a fin de que el cuerpo pueda utilizarlos para crecer y reparar tejidos. El cuerpo humano utiliza 20 diferentes tipos de aminoácidos para construir las proteínas que necesita.  El cuerpo puede sintetizar muchos de estos aminoácidos, pero no puede producir todos ellos en la cantidad que necesita. Los aminoácidos  cuya única fuente de obtención son los alimentos son llamados aminoácidos esenciales. Diez aminoácidos son esenciales durante la infancia y la adolescencia para el crecimiento. Sólo ocho son fundamentales  para adultos. La mayoría de los alimentos que obtenemos de las plantas, contienen sólo pequeñas cantidades de ciertos aminoácidos esenciales. Comer ciertas combinaciones de dos o más productos de vegetales,  puede garantizar un suministro adecuado de todos los aminoácidos esenciales. Productos de origen animal, tales como huevos, leche, pescado, aves de corral y carne de vacuno, contienen cantidades grandes de todos los aminoácidos esenciales.

Lípidos
Los lípidos son compuestos orgánicos que son insolubles en agua. Ellos incluyen las grasas, aceites y ceras. Los lípidos son usados para formar membranas plasmáticas, hormonas esteroidales, y para almacenar energía.
Las grasas más comunes son los triglicéridos que se utilizan como fuente de energía,  para formar membranas celulares y otras partes de la célula. El cuerpo almacena  el exceso de grasa de la dieta. Proteínas y exceso de carbohidratos también pueden convertirse en grasa para almacenamiento. Las grasas almacenadas son beneficiosas a menos que sean excesivas. Para utilizar las grasas, el cuerpo debe romper primero cada molécula de grasa en glicerol y ácidos grasos. La molécula de glicerol es igual en todas las grasas, pero los ácidos grasos difieren en su  estructura y composición. El cuerpo convierte algunos ácidos grasos en otros tipos de ácidos grasos, dependiendo  de cuál de ellos necesita el cuerpo en ese momento. Las grasas se clasifican como saturadas o insaturadas, basado en diferencias estructurales en sus ácidos grasos. Un ácido graso saturado tiene todos sus átomos de carbono formando enlaces simples y, por tanto, contienes tantos átomos de hidrógeno como sea posible. Un ácido graso insaturado tiene al menos un doble enlace entre sus átomos de carbono. Si hay dos o más enlaces dobles,  el ácido graso se llama poliinsaturado. A pesar de que los lípidos son esencialmente nutrientes, demasiada grasa en la dieta puede dañar varios sistemas en el organismo. Una dieta rica en grasas saturadas está vinculada a enfermedades cardíacas y a altos niveles de colesterol en la sangre. Altos niveles de colesterol son responsables de la ateroesclerosis, o acumulación de depósitos de grasa dentro de los vasos sanguíneos.  Una dieta alta en grasa también lleva a la obesidad y puede provocar posteriormente diabetes mellitus tipo II.  La diabetes es la principal causa de insuficiencia renal, ceguera  y amputación en adultos.
 
VITAMINAS, MINERALES, Y EL AGUA

Vitaminas, minerales y agua son nutrientes que no proporcionan energía pero son necesarios para el buen funcionamiento del cuerpo. Las vitaminas funcionan como coenzimas para mejorar la actividad enzimática. Los minerales son necesarios para la formación de ciertas estructuras del cuerpo, para la función nerviosa y muscular normal, y para mantener el equilibrio osmótico.  El agua transporta gases, nutrientes y desechos; participa en las reacciones químicas del cuerpo; y regula la temperatura corporal. En la siguiente tabla se resumen las fuentes de vitaminas y sus funciones.

TABLA VITAMINAS

VITAMINA

ALIMENTOS EN LOS QUE SE ENCUENTRA

FUNCIONES PRINCIPALES

EFECTOS DE LA DEFICIENCIA

Liposoluble

A

Vegetales, productos lácteos,  hígado

Componente de pigmentos sensibles a la luz. Afecta a la vista y al mantenimiento de la piel

Ceguera nocturna, ceguera permanente, sequedad en la piel

D

Productos lácteos, huevos,  aceite de hígado de pescado,  luz ultravioleta

Absorción de calcio, formación de los huesos

Raquitismo

E

Margarina,  semillas, verduras de hoja verde

Protege contra la oxidación de ácidos grasos y membranas celulares

Anemia

K

Verduras de hoja verde

Coagulador sanguíneo

Inhibición de la coagulación de la sangre

Hidrosoluble

B1 (Tiamina)

Vísceras, cerdo, cereales, legumbres

Metabolismo de los hidratos de carbono. Regulación de las funciones nerviosas y cardiacas

Beriberi (debilidad muscular,  mala coordinación e insuficiencia cardiaca)

B2 (Riboflavina)

Productos lácteos, hígado, huevos, cereales,  legumbres

Metabolismo

Irritación ocular, inflamación y ruptura de células epidérmicas

B3 (Nicotinamida)

Hígado, carne magra, cereales,  legumbres

Reacciones de oxidación-reducción en la respiración celular

Pelagra (dermatitis, diarrea y trastornos mentales)

B5 (Ácido pantoténico)

Productos lácteos, hígado,  huevos, cereales,  legumbres

Metabolismo

Fatiga,  pérdida de coordinación

B6 (Piridoxina)

Cereales, verduras, carnes

Metabolismo de los aminoácidos

Convulsiones, alteraciones en la piel y cálculos renales

B12 (Cobalamina)

Carnes rojas,  huevos, productos lácteos

Metabolismo de los ácidos nucleicos

Anemia perniciosa, trastornos neurológicos

Biotina

Carnes,  verduras, legumbres

Síntesis de ácidos grasos y metabolismo de aminoácidos

Depresión, fatiga, náuseas

C (Ácido ascórbico)

Cítricos,  verduras de hoja verde,  tomates

Formación de colágeno en dientes,  huesos y tejido conectivo de vasos sanguíneos

Escorbuto (hemorragias y caída de dientes)

Ácido fólico

Alimentos integrales, verduras de hoja verde, legumbres

Metabolismo de los ácidos nucleicos

Anemia,  diarrea

METABOLISMO

El concepto de metabolismo celular está referido a la totalidad de las reacciones bioquímicas que ocurren en una célula para lograr su mantención, crecimiento y reproducción.
En general, el metabolismo comprende dos grupos de reacciones: anabólicas y catabólicas. Las reacciones catabólicas son aquellas que permiten la degradación de moléculas complejas para obtener moléculas más simples. Las reacciones anabólicas son las que conducen a la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas simples.
Una de las reacciones catabólicas más importantes en las células es la respiración celular, que ocurre principalmente dentro de las mitocondrias. Este proceso permite degradar moléculas orgánicas, como la glucosa, y obtener una forma de energía utilizable por la célula: el ATP o adenosín trifosfato. La respiración celular es un proceso muy eficiente, que permite obtener hasta 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa, en contraposición a un proceso alternativo conocido como fermentación, que sólo obtiene 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. A continuación se muestra la fórmula general de la respiración celular:

C6H12O6 + 6O2 => 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)

Metabolismo basal y actividad física

El organismo puede liberar la energía almacenada en los alimentos que ingiere en la dieta. Esta energía es aprovechada para el trabajo mecánico llevado a cabo por los músculos y los procesos secretorios, y para mantener la estructura y funciones del cuerpo. Estos procesos generan calor, y el organismo a su vez controla la cantidad de calor producido o perdido para mantener la temperatura corporal dentro de un rango estable. 
Algunos nutrientes proporcionan energía para llevar a cabo procesos celulares. La energía disponible en los alimentos se mide en kilocalorías, o Calorías.  Una caloría es la cantidad de energía de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 °C. Cuanto mayor sea el número de calorías en una cantidad de alimentos, mayor será la  energía que contiene el alimento. Las principales fuentes de energía son los carbohidratos y lípidos, aunque también las proteínas pueden ser usadas en caso de ser necesario.

El metabolismo basal es el nivel mínimo de energía requerido por el organismo para mantener todos los procesos vitales, tales como las actividades celulares, la  formación y reparación de tejidos, mantener  la temperatura en un nivel estable, etc.
Este gasto energético es inevitable y se determina en las siguientes condiciones:
a) ayuno: 12 horas después de la última comida, a fin de evitar gastos energéticos relativos a la digestión
b) reposo o acostado: para eliminar los gastos por actividad muscular
c) en ambiente térmico neutro: a una temperatura confortable (20º C)
 
De esta forma se obtiene la Tasa Metabólica Basal (TMB), que representa la cantidad de kilocalorías consumidas en el reposo por un periodo determinado de tiempo. El TMB depende de la edad y sexo, y además el nivel de actividad física que posea la persona.

Índice de masa corporal (IMC)

Existe una estrecha relación entre el metabolismo basal y la masa corporal, ya que ésta depende directamente del equilibrio entre la energía que entra al cuerpo y la que se gasta. Es decir, la masa corporal aumentará si la ingesta de calorías es mayor de las que se gastan, lo que llevará a un aumento de peso. Para lograr un peso ideal, el total de calorías que ingresan por la dieta debe ser igual a las calorías que se gastan producto del metabolismo. El índice de masa corporal se calcula utilizando la siguiente fórmula:

Índice de masa corporal (IMC) = Peso (k)/Altura2 (m)

A continuación se muestra una tabla con la interpretación del IMC comparado con el estado nutricional del individuo.

Tabla 4. Interpretación del IMC

Enflaquecidos

<20

Normales

20-24,9

Sobrepeso

25-27,8 (hombres) - 25-27,3 (mujeres)

Obesidad

>27,8 (hombres) - >27,3 (mujeres)

EL SISTEMA DIGESTIVO

Las principales funciones del sistema digestivo corresponden a la digestión de los alimentos y a la absorción de los nutrientes, ingresándolos al torrente sanguíneo y llevándolos de esta manera a las células del cuerpo.

Existen diferentes mecanismos que van a contribuir a este proceso:

Motilidad: consiste en movimientos de la pared del tubo digestivo (gracias a una capa de músculo liso) que permiten mezclar y hacer avanzar el contenido por el tubo digestivo. 

Secreción: se refiere a la secreción de agua y sustancias hacia el tracto gastrointestinal por parte de las glándulas asociadas (glándulas salivales y gástricas, páncreas exocrino e hígado). 

Digestión:
se refiere al proceso por el cual los alimentos son ingeridos y las moléculas de mayor tamaño son degradadas a unas de menor tamaño para que puedan ser absorbidas por el aparato digestivo. 

Absorción:
se refiere al proceso por el cual las moléculas degradadas son absorbidas por el tracto digestivo y pasan al torrente sanguíneo. 

Para realizar esta función, el sistema digestivo consta del tracto gastrointestinal y de ciertos órganos glandulares asociados cuyas secreciones actúan en él (Fig. 7). 

Esquema de sistema digestivo


Fig. 7: Tracto gastrointestinal y glándulas asociadas.

El sistema digestivo debe degradar el alimento en componentes moleculares cada vez más simples para que puedan ser absorbidos y transportados por la sangre. Para ello, se producen diferentes modificaciones a través del tracto gastrointestinal gracias a la acción de diferentes enzimas secretadas por las glándulas asociadas. A continuación te presentamos un resumen de las modificaciones y órganos que participan en esta degradación.

Segmento

Glándulas asociadas

Proceso

 

Boca

 

Salivales:

Parótidas

Submaxilares

Sublinguales

En la boca se produce la masticación del alimento, lo que permite trozarlo para que se mezcle de mejor    manera con   las secreciones digestivas. Gracias a la secreción de las glándulas salivales, el alimento es mezclado con la mucina, un componente de la saliva que lubrica el alimento y facilita su deglución. La saliva también posee una función digestiva ya que contiene amilasa salival, una enzima que permite degradar el almidón en oligosacáridos, y además maltasa, capaz de digerir la maltosa formando pequeñas cantidades de glucosa más pequeños. La mezcla del alimento con la saliva forma el bolo alimenticio.

 

Esófago

 

El alimento pasa desde la boca al esófago a través del proceso de deglución, que inicialmente ocurre en forma voluntaria. Durante este proceso la respiración se inhibe y la epiglotis impide que el alimento ingrese a la laringe y luego a la tráquea. Una vez que el bolo alimenticio llega al esófago, éste se desplaza hacia el estómago por medio de la contracción de los músculos que forman el tracto esofágico. A esta contracción se le denomina peristaltismo y recorre el esófago en dirección al estómago.

 

Estómago

 

Gástricas

El estómago sirve de reservorio para la gran cantidad de alimento que pueda ingerirse en una comida. Además, permite mezclar el bolo alimenticio con el jugo gástrico, el cual está formado por:

Mucus: corresponde a una secreción viscosa que es secretada por las células  epiteliales  de  la superficie del estómago en respuesta a la ingesta de alimentos. Esta secreción es alcalina (contiene bicarbonato) para proteger al epitelio de las lesiones mecánicas y ácidas del estómago.

Pepsina: es una enzima digestiva que degrada las proteínas en el estómago y es secretada por las células principales de la mucosa gástrica. La pepsina se secreta en la forma inactiva de pepsinógeno,  el cual se activa al convertirse en pepsina gracias a la acción del ácido gástrico. La pepsina digiere hasta el 20% de las proteínas de una comida.

Ácido gástrico: es secretado por las células parietales de las glándulas gástricas. Está formado por ácido clorhídrico (HCl) y es el responsable de convertir el pepsinógeno en pepsina activa.

Factor intrínseco: es una glucoproteína secretada por las células parietales del estómago y permite la absorción de la vitamina B12. Este es un proceso esencial para la vida humana, ya que participa en la maduración de los glóbulos rojos.

El producto de la digestión parcial en el estómago se denomina quimo.

 

Intestino delgado:

 

Duodeno Yeyuno Íleon

 

 

 

Páncreas

Hígado

En el intestino delgado es donde se produce la mayor  digestión  y  absorción de los alimentos, especialmente en el duodeno y yeyuno respectivamente. En este último, además, se absorbe la mayor cantidad de agua (aprox. 7,5 l).

El alimento que llega al intestino se mezcla con las secreciones producidas por el páncreas y el hígado, las cuales desembocan en el duodeno.

El  páncreas posee funciones endocrinas y exocrinas. La secreción exocrina está formada por una solución acuosa      rica en bicarbonato que permite neutralizar el contenido ácido del quimo que proviene del estómago  y    por una solución enzimática cuyas principales enzimas son: tripsina, amilasa pancreática y lipasa pancreática, que  permiten  digerir  las  proteínas, carbohidratos y lípidos, respectivamente. Como resultado de esta degradación se obtienen moléculas pequeñas fáciles de absorber en el intestino.

La función más importante del hígado para la digestión de los alimentos es la secreción de la bilis, que es almacenada en la vesícula biliar. La bilis contiene ácidos biliares, colesterol, lecitinas, pigmentos biliares y un líquido rico en bicarbonato. Los ácidos biliares, el mayor componente de la bilis, son sintetizados a partir del colesterol y su función es emulsionar los lípidos y aumentar la superficie de exposición a las lipasas pancreáticas, facilitando su posterior absorción.

El yeyuno es el principal  lugar de absorción de los carbohidratos     en forma de monosacáridos (glucosa, galactosa y fructosa).

Las proteínas, en forma de pequeños péptidos y aminoácidos, son absorbidas casi totalmente cuando el alimento atraviesa el yeyuno.

Los lípidos degradados a ácidos grasos  y monoglicéridos luego de ser  absorbidos son convertidos en su mayoría en quilomicrones y de ahí pasan al sistema linfático.

Intestino grueso:

Colon ascendente transverso descendente

 

El colon recibe diariamente entre 500 y 1500 mL de quimo desde el íleon.

En este segmento también  se absorbe agua,  aunque en  menor cantidad que en el intestino delgado (aprox. 1,5 l). El contenido avanza gracias a las contracciones que se producen en el colon.

Ya sabemos que los nutrientes no pueden ser absorbidos tal como son ingeridos por las células del tracto gastrointestinal. Es mediante la digestión que los alimentos son degradados en moléculas cada vez más pequeñas. En este proceso actúan enzimas que catalizan las reacciones de degradación y transforman el alimento ingerido en moléculas que pueden ser transportadas a través de las células epiteliales que revisten el tracto gastrointestinal.

Ejercicios:

Ahora que has aprendido sobre el sistema digestivo, reflexiona y responde las siguientes preguntas:

  1. ¿En qué segmentos del tubo digestivo ocurre la digestión?
  2. ¿En qué segmentos del tubo digestivo ocurre la absorción?
  3. ¿Cuál es la función de las distintas glándulas asociadas al sistema digestivo? ¿Qué consecuencias tendría el mal funcionamiento del páncreas e hígado?
  4. ¿Cuál es la función de las enzimas en el proceso de digestión?

 

 

SISTEMA DIGESTIVO

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Nutrientes - Sistema digestivo

 

Los organismos multicelulares requieren de tejidos, órganos y sistemas para llevar a cabo sus funciones vitales. Uno de esos sistemas es el digestivo.

 

Es muy relevante que el alumno entienda la función esencial de este sistema, que és procesar mecánica y enzimáticamente los alimentos que se consumen en la dieta, para obtener de estos los nutrientes.

 

Específicamente, el alumno debe conocer

 

·        La anatomía del sistema digestivo

·        Cómo y dónde ocurre la digestión. Debe conocer que la digestión se lleva a cabo en la cavidad bucal, estómago y duodeno.

·        Debe conocer las secreciones y enzimas que participan en la digestión. En este punto debe ser capaz de conocer las secreciones de las glándulas anexas: glándulas salivales, hígado y páncreas.

·        Debe conocer en general como van siendo transformados los alimentos en las cavidades del aparato digestivo hasta obtenerse los nutrientes.

·        FInalmente deben saber que los nutrientes son absorbidos y llevados a las células mediante el sistema circulatorio (sangre y linfa).

 

La mayoría de los ítems PSU de este contenido son de conocimiento o comprensión, por lo que es importante la memorización de una serie de datos relacionados a este sistema.

Pedir a los alumnos que confeccionen:

 

·        Diagramas de flujo que indiquen las transformaciones que van sufriendo los alimentos en su recorrido por el sistema digestivo (bolo alimenticio, quimo, quilo).

·        Cuadro resumen con las enzimas digestivas: lugar donde se liberan y actúan; sustratos sobre los que actúan y sus productos

Información

Técnica

Descripción BreveTe invitamos a conocer las principales funciones del sistema digestivo. Además podrás conocer los órganos que participan en éste. El recurso contiene ilustraciones.
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IdiomaEspañol (ES)
Autoreducarchile
Fuenteeducarchile
Clasificación Curricular
NivelSectorUnidad o eje
1° medioBiologíaEstructura y función de los seres vivos

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