Ejercicio 1Sección 7. Biología de los animales
AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 40. Energía y metabolismo I: Digestión
Cuestionario:
- Distinga, desde el punto de vista de sus respectivas funciones, entre: hormonas gastrointestinales/enzimas gastrointestinales; jugo gástrico/bilis; amilasas/lipasas; digestión/absorción; vellosidades/microvellosidades; vitaminas/aminoácidos esenciales.
- Esboce el procesamiento químico de un "sandwich" de hamburguesa preparado con lechuga y tomate, a medida que pasa a través de su tubo digestivo. Esquematice los procesos digestivos involucrados y las vías de absorción.
- La mayoría de las enzimas que digieren proteínas son secretadas en una forma inactiva y luego son activadas por enzimas especiales secretadas en el tubo digestivo. Explique el valor adaptativo de este proceso de dos pasos.
- Indique cómo se acondiciona el alimento en procesamiento al pasar de la etapa de digestión estomacal a la intestinal. ¿Qué factores participan en la coordinación de este proceso?
- Si una persona oxida aproximadamente 500 gramos de grasa, ya sea de la manteca o la grasa de las propias células corporales, se liberan aproximadamente 4.200 kilocalorías. Supongamos que sigue una dieta para reducir el peso, limitada a 1.000 calorías diarias. Esta persona pasa la mayor parte del tiempo sentado en una biblioteca bien calefaccionada, estudiando (por supuesto) y por lo tanto gastando aproximadamente 3.000 calorías por día. ¿Cuántos kilogramos perderá por semana?
- Hay cuatro síntomas principales de la cirrosis hepática y de otras afecciones del hígado. Son la ictericia (una coloración amarillenta de los ojos y la piel), pérdida de sangre no controlada, sensibilidad incrementada a las drogas e hinchazón de partes del cuerpo, como las piernas y la cavidad abdominal. Explique cada uno de estos síntomas desde el punto de vista de la función hepática.
Respuestas:
1.Distinga, desde el punto de vista de sus respectivas funciones, entre: hormonas gastrointestinales/enzimas gastrointestinales; jugo gástrico/bilis; amilasas/lipasas; digestión/absorción; vellosidades/microvellosidades; vitaminas/aminoácidos esenciales.
Las hormonas gastrointestinales coordinan y regulan las actividades digestivas del estómago y del intestino delgado. Estimulan las contracciones musculares del estómago y de los intestinos, y la secreción de jugo gástrico, de bilis alcalina, de los fluidos pancreáticos, y de varias enzimas digestivas. Las enzimas gastrointestinales son enzimas que catalizan la ruptura de varias moléculas de alimento dentro del estómago y del intestino delgado.
El jugo gástrico, una mezcla de fluidos que incluye moco, ácido clorhídrico y pepsinógeno (que es convertido a su forma activa, la pepsina, en presencia de HCl) es producido por las células de la mucosa estomacal. Diferentes tipos de células secretan distintos componentes del jugo gástrico. El ácido clorhídrico mata a la mayoría de las bacterias y otras células vivas que se ingieren con los alimentos, y ablanda los componentes fibrosos de los tejidos. La pepsina comienza la ruptura de las proteínas. La bilis, que es producida en el hígado y almacenada en la vesícula biliar, emulsiona las grasas, rompiéndolas en gotas que pueden ser atacadas por las lipasas.
Las amilasas son enzimas que rompen las moléculas de almidón. Las amilasas de la saliva comienzan la ruptura de los almidones en la boca, y otras amilasas continúan el proceso en el intestino delgado. Las lipasas son enzimas que rompen las grasas. Su sitio de acción es el intestino delgado.
La digestión rompe las moléculas de alimento en moléculas más pequeñas que pueden ser transportadas a través del cuerpo y ser usadas donde fuesen necesarias, ya sea para liberar energía o para construir bloques en la síntesis de moléculas más grandes. La absorción transfiere estas moléculas pequeñas desde el intestino delgado a los vasos sanguíneos o a los vasos linfáticos, a través de los cuales pueden ser transportadas a cualquier otro lugar para su uso inmediato o para almacenamiento. La absorción de las moléculas en las células intestinales marca la verdadera entrada al cuerpo.
Las vellosidades son las numerosas proyecciones del intestino delgado (a modo de dedos) a través de las cuales las moléculas de alimento son absorbidas. Las microvellosidades son pequeñas proyecciones citoplasmáticas en la superficie de las células epiteliales individuales de las vellosidades. Éstas incrementan la superficie de absorción.
Las vitaminas, moléculas requeridas por las células vivas, no pueden ser sintetizadas por las células animales. Las vitaminas tienen una variedad de funciones. Muchas de ellas son coenzimas o forman parte de moléculas transportadoras de electrones, mientras que otras parecen tener efectos regulatorios. Los aminoácidos esenciales, aminoácidos que no pueden ser sintetizados por los vertebrados, son necesarios como constituyentes de las proteínas.
2.Esboce el procesamiento químico de un "sandwich" de hamburguesa preparado con lechuga y tomate, a medida que pasa a través de su tubo digestivo. Esquematice los procesos digestivos involucrados y las vías de absorción.
| Sitio de acción | Enzima | Acción |
|---|---|---|
| Boca (ingestión) | Amilasa salival | Comienza la ruptura de los almidones (pan y tomate) |
| Estómago (digestión) | HCl (no es una enzima) |
Ablanda los componentes fibrosos del pan, hamburguesa, lechuga y tomate |
| Pepsina | Rompe en péptidos las proteínas en la hamburguesa, lechuga, y tomate. | |
| Intestino delgado (digestión y absorción) |
Bilis (no es una enzima) |
Emulsiona las grasas de la hamburguesa |
| Amilasas | Continúan la ruptura de los almidones del pan y las verduras en monosacáridos (*) | |
| Lipasas | Rompen las grasas de la hamburguesa en glicerol y ácidos grasos (*) | |
| Proteinasas | Continúan la ruptura de las proteínas en cadenas más cortas de péptidos, eventualmente liberando aminoácidos (*). |
3.La mayoría de las enzimas que digieren proteínas son secretadas en una forma inactiva y luego son activadas por enzimas especiales secretadas en el tubo digestivo. Explique el valor adaptativo de este proceso de dos pasos.
El proceso de dos pasos involucrado en la activación de las enzimas que digieren las proteínas asegura que tales enzimas se activen solamente en la cavidad real del tracto digestivo. Si estas enzimas fueran sintetizadas en una forma activa o fueran activadas antes de que alcanzaran la cavidad del tracto digestivo, podrían digerir proteínas de las células que forman parte del tracto digestivo mismo. El retraso en la activación de las enzimas también asegura que se vuelvan funcionales solamente cuando hay alimento sobre el cual actuar en el tracto digestivo. De esta manera, las células no gastan energía y materias primas en la síntesis de enzimas innecesarias.
4.Indique cómo se acondiciona el alimento en procesamiento al pasar de la etapa de digestión estomacal a la intestinal. ¿Qué factores participan en la coordinación de este proceso?
El alimento que proviene del estómago es ácido, debido a que contiene HCl. El intestino recibe las secreciones de sus células especializadas. Esta secreción está compuesta por moco, que lubrica el contenido intestinal, agua, que lo hidrata, y varias enzimas. También participan en la digestión las secreciones provenientes del páncreas y la bilis hepática. Los tres tipos de secreción contienen bicarbonato que neutraliza la acidez del alimento que proviene del estómago, siendo el páncreas el que aporta la mayor parte.
La secreción de fluidos pancreáticos alcalinos y de la bilis es estimulada por la hormona secretina, que libera el duodeno y actúa sobre el páncreas. Esta hormona se libera cuando hay HCl sobre la mucosa del duodeno.Por otra parte, si ya hubiere ácidos grasos o glucosa en el duodeno, se reduce la actividad motora del estómago, y se desacelera su vaciamiento. Este mecanismo es regulado por el péptido inhibidor gástrico.
5.Si una persona oxida aproximadamente 500 gramos de grasa, ya sea de la manteca o la grasa de las propias células corporales, se liberan aproximadamente 4.200 kilocalorías. Supongamos que sigue una dieta para reducir el peso, limitada a 1.000 calorías diarias. Esta persona pasa la mayor parte del tiempo sentado en una biblioteca bien calefaccionada, estudiando (por supuesto) y por lo tanto gastando aproximadamente 3.000 calorías por día. ¿Cuántos kilogramos perderá por semana?
En el curso de una semana, usted consumirá 7000 kcal, pero gastará 21000 kcal. Por lo tanto, 14000 kcal deben ser suplementadas a partir de la oxidación de la grasa corporal: si se liberan 4200 kcal por 500 gramos de grasa, por semana perderá 1666 gramos ó 1,666 kg.
6.Hay cuatro síntomas principales de la cirrosis hepática y de otras afecciones del hígado. Son la ictericia (una coloración amarillenta de los ojos y la piel), pérdida de sangre no controlada, sensibilidad incrementada a las drogas e hinchazón de partes del cuerpo, como las piernas y la cavidad abdominal. Explique cada uno de estos síntomas desde el punto de vista de la función hepática.
La cirrosis y otras enfermedades del hígado corrompen muchas de sus funciones, y conducen a diferentes síntomas. La ictericia ocurre porque la bilirrubina, un producto de degradación de la hemoglobina, no se libera en la bilis y no se excreta a través del tracto intestinal. En cambio, este pigmento amarillo se libera en el torrente sanguíneo. Una hemorragia incontrolable ocurre porque el hígado enfermo no puede sintetizar las enzimas y otros factores requeridos para la coagulación de la sangre. El aumento en la sensibilidad a las drogas es causado por la incapacidad del hígado de detoxificar sustancias extrañas, incluyendo las drogas mismas. La inflamación de diferentes partes del cuerpo resulta de la falla del hígado para sintetizar las proteínas que normalmente mantienen la sangre hipertónica con relación a los fluidos intersticiales. Si la sangre no es hipertónica con respecto a los fluidos, el agua se mueve por ósmosis desde la sangre a los tejidos, llevando al aumento de tamaño de éstos.
