Intestino delgado: Duodeno

El intestino delgado se subdivide en tres porciones: Duodeno, yeyuno e Íleon.
El duodeno cumple la principal función de degradación de los alimentos y absorción de los nutrientes. Practicamente se absorbe el 90% de los nutrientes en este segmento y el 10% restante en el yeyuno y el Íleon.
Sus paredes con la mucosa es muy plegada, formando las vellosidades intestinales para aumentar la superficie de absorción. El epitelio que forma la vellosidad posee celulas con evaginaciones de citoplasma en forma de cilios, llamados microvellosidades intestinales y cuya función es aumentar más aún la capacidad de absorción.
El jugo intestinal posee diversas enzimas para degradar proteinas, lípidos, ARN y ADN.
Al intestino se vierten las secreciones del higado, pancreas y glandulas duodenales.
Al producto de la digestión intestinal se le denomina quilo.

Estomago

La entrada al estomago es controlada por el esfinter Cardias. El estomago posee al menos cuatro tipos de celulas que generan el jugo gástrico:
1. celulas mucosas: secretan mucosidad para proteger las paredes del acido del estómago.
2. celulas parietales: celulas que secretan ácido clorhidrico (HCl) para degradar proteínas
3. celulas cardiacas: celulas que secretan secretina, una hormona que permite estimular el movimiento contractil del estómago.
4. celulas principales: celulas que secretan una enzima inactiva llamada pepsinógeno, que al contacto con el HCl se extrae un segmento menor, convirtiendose en pepsina.
La salida del contenido gastrico desde el estomago es controlado por el esfinter Pilorico.
En el estómago también se libera una lipasa gastrica que tampoco tiene una acción degradadora importante.

Boca y composición de la saliva

Foto: Lisozima, enzima antibacteriana.

La boca es el primer segmento del tubo digestivo y donde comienza la digestión de los alimentos.

Tritura los alimentos utilizando los dientes y los macera, transformandolos en una pasta. Posee tres glándulas salivales:
a) parótidas
b) sublinguales
c) submaxilares
La saliva posee dos enzimas: la amilasa salival que degrada el almidón (un polisacarido) en maltosa (disacarido) y la lipasa salival que degrada lípidos en los alimentos, sin embargo su acción es limitada por el breve tiempo que pasa el alimento en la boca. Además de enzimas, la saliva posee Lisozima, un antibiotico natural que impide la proliferación de bacterias. Finalmente, la saliva también posee fundamentalmente agua con el cual humedece los alimentos y forma el bolo alimenticio.

Capas del tubo digestivo

La estructura general del tubo digestivo es similar desde la boca al ano. La pared del tubo digestivo está constituida por:

a. capa mucosa: Es la capa interna que rodea al lumen. Esta muy plegada formando vellosidades intestinales para aumentar la superficie de absorción. Esta capa secreta mucosidad permanentemente para humedecer y evitar la acción de acidos sobre la pared del tubo digestivo. Las celulas epiteliales que cubren las vellosidades poseen evaginaciones citoplasmaticas llamadas microvellosidades que incrementan más aún la superficie de absorción. posee fibras musculares lisas por lo que no esta sujeta a control voluntario.

b. capa submucosa: Formada por tejido laxo, lo que permite la formación de plieges en la mucosa. Presenta glándulas, vasos sanguíneos y vasos linfáticos.

c. capa muscular externa: Formada por musculatura lisa en orientación radial o circular y longitudinal. La acción conjunta de estas musculaturas produce ondas propulsoras por contracciones musculares que desplazan el alimento a lo largo del tubo, lo que se denomina ondas peristálticas. Además las fibras circulares de algunas partes del tubo forman anillos denominados esfinteres, los que actúan como valvulas reguladoras de paso. Es útil mensional el iris como un ejemplo en el ojo y el cardias y el piloro a la entrada y salida del estomago, o el ano a la salida del tubo digestivo.

d. capa serosa: capa periferica que cubre externamente el tubo digestivo y esta presente en los segmentos por debajo del diafragma.

Epiglotis

La epiglotis permite el cierre de la tráquea cuando la persona está tragando y evitar el paso del alimento hacia los pulmones. Cuando el alimento pasa hacia la traquea, se induce un fuerte reflejo de tos, para extraer el alimento.

Las amigdalas laterales cumplen una función inmunológica, siendo la primera barrera para las bacterias que invaden la boca.

La uvula (campanilla) es una estructura que al ser estimulada, genera el reflejo del vómito para impedir que un alimento descompuesto afecte al estómago.

Anatomía del tubo digestivo y glándulas anexas

Conceptos asociados al Sistema Digestivo

1. Ingestión = Llevar alimento a la boca
2. Deglutir = Tragar
3. Digestión = Transformar o degradar los alimentos en sustancias más simples o nutrientes
4. Absorción = Transportar los nutrientes desde el lumen del tubo digestivo hacia la sangre
5. Egestión = Transportar los elementos no digeridos hacia la parte baja del tubo digestivo para su eliminación.
6.

Nutrición

La Nutrición es el proceso mediante el cual se obtienen los nutrientes del medio ambiente para aportar energía al organismo. Este proceso se lleva a cabo a través de muchas reacciones quimicas intracelulares, a las que se les conoce con el nombre de Metabolismo.

Metabolismo = Conjunto de reacciones químicas dentro del organismo.

El metabolismo basal es la cantidad de energía medida en calorias que cada persona requiere para llevar a cabo sus funciones básicas (latido cardiaco, respiración, tono muscular). Se calcula con la persona en reposo, fisico y mental, después de 12 horas de ayuno.

Tasa Metabolica Basal (TMB) = Ecuación que nos permite medir el metabolismo basal de cada individuo.
Edad 0-3 años
Mujeres = (61 * Kg) -51 ; Hombres = (60,9*Kg) -54
Edad 10-18 años
Mujeres = (12,2 *Kg) + 746 ; Hombres = (17,5 * Kg) + 651
Edad 19-30 años
Mujeres = (14,7 * Kg) + 496 ; Hombres = (15,3 * Kg) + 679
Edad 31-61 años
Mujeres = (8,7 * Kg) + 829 ; Hombres = (11,6 * Kg) + 879

1 caloria = energía que se necesita para elevar la temperatura de 1 gr de agua de 14ºC a 15ºC.

1 g de Proteinas aporta aproximadamente 4 Kcal
1 g de Hidratos de Carbono aportan aproximadamente 4 Kcal
1 g de Lípido aporta aproximadamente 9 Kcal.

Clasificación de las enzimas

Clasificación de las enzimas:

1. Oxido-reductasas (reacciones de transferencia electronica)
2. Transferasas (transferencia de grupos funcionales)
3. Hidrolasas ( Reacciones de hidrólisis)
4. Liasas ( Adición a los dobles enlaces)
5. Isomerasas ( Reacciones de isomerización)
6. Ligasas (Formación de enlaces con rotura de ATP)


Enfermedades con su causa en las enzimas:

Enfermedad----Enzima
1. Acatalasemia ----Catalasa
2. Albinismo -----Tirosinasa
3. Alcaptonuria ----Oxidasa del ácido homogentisico
4. Bocio Familiar ---- Deshalogenasa de la Yodotirosinasa
5. Hemofilia -----Factor antihemofilico A
6. Hiperbilirrubinemia (enfermedad de Gilbert) ---- Transferasa de uridinodisfosfato glucoronato.
7. Hipofosfatemia ----Fosfatasa alcalina
8. Fenilcetonuria ---- Fenilalanina - hidroxilasa
9. Xerodermia pigmentaria ---- Enzimas que reparan el ADN

Enzimas proteícas

Las enzimas son unidades funcionales del metabolismo celular. Son principalmente de naturaleza proteíca y tienen una capacidad catalitica, es decir, incrementan significativamente la velocidad de las reacciones químicas. Esta propiedad radica en su capacidad de disminuír los requerimientos energéticos de la reacción. Cualquier reacción requiere que los reactantes o sustratos alcancen un nivel de energía que les permita convertirse en los productos. Este nivel de energía es llamado Energía de Activación (Ea). Las enzimas aceleran las reacciones porque disminuyen las energías de activación.

Las características de las enzimas son:
1. son de naturaleza proteíca
2. son eficaces en pequeñas cantidades
3. no son alteradas por la reacción
4. su papel es reducir la energía de activación
5. son muy específicas
6. cuando pierden su configuración espacial original, también pierden su actividad biológica.
7. Son activas en ciertos rangos de temperatura y pH óptimos.

Para acelerar una reacción química, normalmente se puede usar la temperatura para acelerar las partículas, sin embargo, dentro de la célula no es conveniente incrementar la temperatura en demasia, por que se quemaría. Afortunadamente, las enzimas no necesitan incrementar la temperatura.

Algunas enzimas requieren para su funcionamiento la participación de otros componentes químicos. Cuando se trata de uno o más iones metálicos (Fe, Mg, Zn) se llaman Cofactores.

Si los componentes quimicos son moléculas organicas (proteínas, hidratos de carbono) se llaman Coenzimas.

Cuando la coenzima o el cofactor se une a la enzima a través de un enlace covalente, se designan como grupo prostético. La enzima, su cofactor y la coenzima reciben el nombre de Holoenzima. La porción proteíca de la holoenzima se denomina Apoezima o Apoproteína.

Esteroides

Utilizan como molecula base, el ciclopentano-perhidro-fenantreno. De aquí surgen por modificaciones diversas moleculas que sirven de hormonas o vitaminas. Esta molécula es la base sobre la que se forma el colesterol, la testosterona, el estrogeno, la progesterona, el cortisol y otras hormonas, además de la vitamina D.

Esteres de Glicerol

Estan formadas por una molécula central de glicerol, en las que se pueden reemplazar sus hidrógenos por acidos grasos.

Reemplazos: (AG = Acido Graso)
H, H, H ............Glicerol
AG, H, H .........Monoglicerido
AG, AG, H ......Diglicerido
AG, AG, AG ....Triglicerido

También pueden formarse los Fosfolipidos si sustituimos un H por otra molécula:
AG, AG, Col .......Fosfatidil-colina
AG, AG, Et ........Fosfatidil-etanolamina
AG, AG, Inos ....Fosfatidil-Inositol
AG, AG, Ser ......Fosfatidil-Serina

Acidos grasos

Son cadenas hidrocarbonadas hidrofobicas, cuya estructura genral es CH3-(CH2)n-COOH.
Poseen entre 4 y 20 carbonos o más. Pueden clasificarse como Saturados (llenos de hidrógeno) e insaturados (con perdidas de átomos de hidrógeno y formación de enlaces dobles).

Lipidos

La función de los lipidos son:
1) Almacenar energía.
2) Estructural (conforman las membranas celulares)
3) Forman hormonas (Testosterona, Estradiol, Progesterona, Cortisol)
4) Forman el colesterol
5) Forman vitaminas (Vit. D)

Se clasifican en 6 grupos:
a) Acidos Grasos
b) Esteres de glicerol
c) Esfingolipidos
d) Ceras
e) Terpenos
f) Esteroides

Se caracterizan por ser hidrofóbicos.

Polisacaridos

Poseen muchos monosacaridos unidos. Cuando son azucares intermedios se les denomina "Oligosacaridos" y cuando son muy numerosos "Polisacaridos" (Ej. amilosa, celulosa, dextrina, glicogeno, almidón, etc.). Un monosacarido se une a otro mediante una "unión glucosidica" que es un puente de Oxígeno entre dos monosacaridos. Los enlaces pueden ser Alfa (1-4) si es un enlace directo, Beta (1-4) si es un enlace representado en forma "torcida" o Alfa (1-6) si es un enlace entre una rama principal una rama secundaria.

Disacaridos

Son azucares conformados por dos monosacaridos unidos:

Sacarosa (azucar de uva) = Glucosa + Fructosa
Lactosa (azucar de la leche) = Galactosa + Glucosa
Maltosa (azucar de la malta) = Glucosa + Glucosa

Monosacaridos

Son moleculas caracterizadas por grupos CHO o aldehidos, CO o cetonas y varios grupos OH o alcoholes. Su formula general es (CH2O)n. Existen Monosacaridos de 3, 4, 5, 6 y 7 carbonos.
Un ejemplo de monosacaridos de 3C son el gliceraldehido y la Dihidroxiacetona.
Un ejemplo de Hexosas son la glucosa y la fructosa.

Las hexosas y pentosas suelen tomar formas ciclicas (cerradas)

Niveles de organización de las Proteínas

Estructura Primaria: Es la unión de un aminoácido con otro en forma lineal, como un tren.

Estructura Secundaria: Es la disposición tridimensional de una estructura primaria, en forma de alfa-helice (espiral), lámina Beta (horquillas) y random coil (segmento al azar). Las dos primeras estructuras se estabilizan por puentes de hidrogenos entre oxigenos de un aminoácido e hidrógenos de aminoácidos lejanos. La estructura random coil no tiene una forma especifica y tiene por función unir estructuras secundarias y darles flexibilidad (bisagra molecular).

Estructura Terciaria: Son dos o más estructuras secundarias dispuestas tridimensionalmente. La estructura general se denomina "Dominio".

Estructura Cuaternaria: Son dos o más estructuras terciarias, unidas por puentes disulfuros.

Unión peptidica

En la unión peptidica, el OH de un grupo carboxilo del aminoácido 1, reacciona con un H del grupo amino del aminoácido 2, estableciendo una unión covalente entre C y N y eliminando agua (condensación).

Aminoácidos

Una proteína esta formada por una variedad de 20 aminoácidos, los que se caracterizan por poseer un carbono central, un hidrógeno, un grupo amino y un grupo carboxilo y una cadena lateral o radical, que varía entre un aminoácido y otro. El aminoácido mas simple de todos es la Glicina que posee un Hidrógeno como cadena lateral.

Exocitosis

La eliminación de desechos también puede ocurrir mediante vesículas provenientes del Golgi, que transportan proteinas como hormonas, o desde los lisosomas que llevan desechos hacia el exterior de la celula. En cualquiera de los casos, la vesicula se fusiona y expulsa el contenido.

Endocitosis

El intercambio de moleculas y sustancias entre la célula y el medio puede también ocurrir por medio de vesículas, mediante mecanismos denominados exocitosis y endocitosis. En ambos casos la membrana sufre modificaciones importantes.

La endocitosis que es la ingestión de sustancias, presenta dos mecanismos:

a) Fagocitosis: es la ingestión de partículas sólidas y grandes como bacterias y nutrientes. Esto se logra mediante la invaginación de la membrana plasmática, formando una vesícula, que se separa de la membrana, constituyendo una vacuola de pequeñas dimensiones.

Pinocitosis: Es la ingestión de materiales disueltos, en pequeñas gotas de líquidos. Las vesículas formadas son pequeñas.