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16.2: Sistema Digestivo

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    Todos los organismos vivos necesitan nutrientes para sobrevivir. Si bien las plantas pueden obtener nutrientes de sus raíces y las moléculas de energía requeridas para la función celular a través del proceso de fotosíntesis, los animales obtienen sus nutrientes por el consumo de otros organismos. A nivel celular, las moléculas biológicas necesarias para la función animal son aminoácidos, moléculas lipídicas, nucleótidos y azúcares simples. Sin embargo, el alimento que se consume consiste en proteínas, grasas y carbohidratos complejos. Los animales deben convertir estas macromoléculas en las moléculas simples necesarias para mantener la función celular. La conversión de los alimentos consumidos a los nutrientes requeridos es un proceso de múltiples etapas que implica digestión y absorción. Durante la digestión, las partículas de los alimentos se descomponen en componentes más pequeños, que luego son absorbidos por el cuerpo. Esto sucede tanto por medios físicos, como masticar, como por medios químicos.

    Uno de los desafíos en la nutrición humana es mantener un equilibrio entre la ingesta de alimentos, el almacenamiento y el gasto energético. Tomar más energía alimentaria de la que se utiliza en la actividad conduce al almacenamiento del exceso en forma de depósitos de grasa. El aumento de la obesidad y las enfermedades resultantes como la diabetes tipo 2 hacen que entender el papel de la dieta y la nutrición para mantener una buena salud sea aún más importante.

    El Sistema Digestivo Humano

    El proceso de digestión comienza en la boca con la ingesta de alimentos (Figura\(\PageIndex{1}\)). Los dientes juegan un papel importante en masticar (masticar) o romper físicamente los alimentos en partículas más pequeñas. Las enzimas presentes en la saliva también comienzan a descomponer químicamente los alimentos. Luego se traga la comida y entra en el esófago, un tubo largo que conecta la boca con el estómago. Usando peristalsis, o contracciones de músculo liso onduladas, los músculos del esófago empujan la comida hacia el estómago. El contenido del estómago es extremadamente ácido, con un pH entre 1.5 y 2.5. Esta acidez mata microorganismos, descompone los tejidos alimentarios y activa las enzimas digestivas. Se produce una mayor descomposición de los alimentos en el intestino delgado donde la bilis producida por el hígado, y las enzimas producidas por el intestino delgado y el páncreas, continúan el proceso de digestión. Las moléculas más pequeñas son absorbidas en el torrente sanguíneo a través de las células epiteliales que recubren las paredes del intestino delgado. El material de desecho viaja al intestino grueso donde se absorbe el agua y el material de desecho más seco se compacta en heces; se almacena hasta que se excreta por el ano.

    Los componentes básicos del sistema digestivo humano comienzan en la boca. La comida se ingiere a través del esófago y se introduce en el estómago en forma de riñón. El hígado se encuentra en la parte superior del estómago, y el páncreas está debajo. La comida pasa del estómago al intestino delgado largo y sinuoso. De ahí ingresa al intestino grueso ancho antes de desmayar el ano. En la unión del intestino delgado y grueso se encuentra una bolsa llamada ciego.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Se muestran los componentes del sistema digestivo humano.

    Cavidad Bucal

    Tanto la digestión física como la química comienzan en la boca o cavidad oral, que es el punto de entrada de los alimentos al sistema digestivo. El alimento se rompe en partículas más pequeñas por la masticación, la acción masticadora de los dientes. Todos los mamíferos tienen dientes y pueden masticar su comida para comenzar el proceso de descomponerla físicamente en partículas más pequeñas.

    El proceso químico de digestión comienza durante la masticación a medida que los alimentos se mezclan con la saliva, producidos por las glándulas salivales (Figura\(\PageIndex{2}\)). La saliva contiene moco que humedece los alimentos y amortigua el pH de los alimentos. La saliva también contiene lisozima, que tiene acción antibacteriana. También contiene una enzima llamada amilasa salival que inicia el proceso de convertir los almidones del alimento en un disacárido llamado maltosa. Otra enzima llamada lipasa es producida por las células en la lengua para descomponer las grasas. La acción de masticación y humectación proporcionada por los dientes y la saliva preparan la comida en una masa llamada bolo para tragar. La lengua ayuda a tragar, moviendo el bolo de la boca a la faringe. La faringe se abre a dos vías: el esófago y la tráquea. El esófago conduce al estómago y la tráquea conduce a los pulmones. La epiglotis es un colgajo de tejido que cubre la abertura traqueal durante la deglución para evitar que los alimentos ingresen a los pulmones.

    La ilustración A muestra las partes de la cavidad oral humana. La lengua descansa en la parte inferior de la boca. El colgajo que cuelga de la parte posterior de la boca es la úvula. La vía aérea detrás de la úvula, llamada faringe, se extiende hasta la parte posterior de la cavidad nasal y hacia abajo hasta el esófago, que comienza en el cuello. La ilustración B muestra las dos glándulas salivales, las cuales se encuentran debajo de la lengua, la sublingual y la submandibular. Una tercera glándula salival, la parótida, se encuentra justo enfrente de la oreja.
    Figura\(\PageIndex{2}\): (a) La digestión de los alimentos comienza en la boca. b) Los alimentos son masticados por los dientes y humedecidos por la saliva secretada por las glándulas salivales. Las enzimas en la saliva comienzan a digerir almidones y grasas. Con la ayuda de la lengua, el bolo resultante se mueve hacia el esófago al tragar. (crédito: modificación de obra de Mariana Ruiz Villareal)

    Esófago

    El esófago es un órgano tubular que conecta la boca con el estómago. El alimento masticado y ablandado pasa por el esófago después de ser tragado. Los músculos lisos del esófago sufren peristalsis que empuja la comida hacia el estómago. La onda peristáltica es unidireccional—mueve los alimentos de la boca al estómago, y el movimiento inverso no es posible, excepto en el caso del reflejo vómito. El movimiento peristáltico del esófago es un reflejo involuntario; se produce en respuesta al acto de deglución.

    Los músculos anulares llamados esfínteres forman válvulas en el sistema digestivo. El esfínter gastroesofágico (o esfínter cardíaco) se localiza en el extremo estomacal del esófago. En respuesta a la deglución y a la presión ejercida por el bolo de los alimentos, este esfínter se abre, y el bolo ingresa al estómago. Cuando no hay acción de deglución, este esfínter se cierra y evita que el contenido del estómago se desplace por el esófago. El reflujo ácido o “acidez estomacal” ocurre cuando los jugos digestivos ácidos escapan al esófago.

    Estómago

    Una gran parte de la digestión de proteínas ocurre en el estómago (Figura\(\PageIndex{4}\)). El estómago es un órgano saclike que secreta jugos digestivos gástricos.

    La digestión de proteínas se lleva a cabo mediante una enzima llamada pepsina en la cámara del estómago. El ambiente altamente ácido mata muchos microorganismos en los alimentos y, combinado con la acción de la enzima pepsina, da como resultado el catabolismo de la proteína en el alimento. La digestión química se ve facilitada por la acción batidora del estómago causada por la contracción y relajación de los músculos lisos. La mezcla de alimentos parcialmente digeridos y jugo gástrico se llama quima. El vaciado gástrico ocurre dentro de dos a seis horas después de una comida. Solo se libera una pequeña cantidad de quimo en el intestino delgado a la vez. El movimiento del quimo desde el estómago hacia el intestino delgado está regulado por hormonas, distensión estomacal y reflejos musculares que influyen en el esfínter pilórico.

    El revestimiento del estómago no se ve afectado por la pepsina y la acidez porque la pepsina se libera en forma inactiva y el estómago tiene un revestimiento mucoso espeso que protege el tejido subyacente.

    Intestino delgado

    El quima se mueve del estómago al intestino delgado. El intestino delgado es el órgano donde se completa la digestión de proteínas, grasas e hidratos de carbono. El intestino delgado es un órgano largo en forma de tubo con una superficie muy plegada que contiene proyecciones similares a dedos llamadas vellosidades. La superficie superior de cada vellosidad tiene muchas proyecciones microscópicas llamadas microvellosidades. Las células epiteliales de estas estructuras absorben los nutrientes de los alimentos digeridos y los liberan al torrente sanguíneo del otro lado. Las vellosidades y microvellosidades, con sus múltiples pliegues, aumentan la superficie del intestino delgado y aumentan la eficiencia de absorción de los nutrientes.

    El intestino delgado humano mide más de 6 m (19.6 pies) de largo y se divide en tres partes: el duodeno, el yeyuno y el íleon. El duodeno está separado del estómago por el esfínter pilórico. El quimo se mezcla con jugos pancreáticos, una solución alcalina rica en bicarbonato que neutraliza la acidez del quimo del estómago. Los jugos pancreáticos contienen varias enzimas digestivas que descomponen los almidones, disacáridos, proteínas y grasas. La bilis se produce en el hígado y se almacena y concentra en la vesícula biliar; ingresa al duodeno a través del conducto biliar. La bilis contiene sales biliares que hacen que los lípidos sean accesibles a las enzimas solubles en agua. Los monosacáridos, aminoácidos, sales biliares, vitaminas y otros nutrientes son absorbidos por las células del revestimiento intestinal.

    El alimento no digerido se envía al colon desde el íleon a través de movimientos peristálticos. El íleon termina y el intestino grueso comienza en la válvula ileocecal. El apéndice vermiforme, “parecido a un gusano”, se localiza en la válvula ileocecal. El apéndice de los humanos tiene un papel menor en la inmunidad.

    Intestino grueso

    El intestino grueso reabsorbe el agua del material alimenticio indigerible y procesa el material de desecho (Figura\(\PageIndex{3}\)). El intestino grueso humano es mucho más pequeño en longitud en comparación con el intestino delgado pero de mayor diámetro. Tiene tres partes: el ciego, el colon y el recto. El ciego une el íleon con el colon y es la bolsa receptora de la materia de desecho. El colon es el hogar de muchas bacterias o “flora intestinal” que ayudan en los procesos digestivos. El colon tiene cuatro regiones, el colon ascendente, el colon transverso, el colon descendente y el colon sigmoide. Las principales funciones del colon son extraer el agua y las sales minerales de los alimentos no digeridos, y almacenar el material de desecho.

    La ilustración muestra la estructura del intestino grueso, que comienza con el colon ascendente. Por debajo del colon ascendente se encuentra el ciego. El apéndice vermiforme es una pequeña proyección en la parte inferior del ciego. El colon ascendente viaja hacia arriba por el lado derecho del cuerpo, luego se convierte en el colon transverso. En el lado izquierdo del cuerpo el intestino grueso vuelve a girar, hacia el colon descendente. En la parte inferior, el colon descendente se curva hacia arriba; esta parte del intestino se llama colon sigmoide. El colon sigmoide se vacía en el recto. El recto viaja recto hacia abajo, hasta el ano.
    Figura\(\PageIndex{3}\): El intestino grueso reabsorbe el agua de los alimentos no digeridos y almacena los desechos hasta su eliminación. (crédito: modificación de obra de Mariana Ruiz Villareal)

    El recto (Figura\(\PageIndex{3}\)) almacena las heces hasta la defecación. Las heces son propulsadas mediante movimientos peristálticos durante la eliminación. El ano es una abertura en el extremo más lejano del tracto digestivo y es el punto de salida del material de desecho. Dos esfínteres regulan la salida de las heces, el esfínter interno es involuntario y el esfínter externo es voluntario.

    Órganos accesorios

    Los órganos discutidos anteriormente son los órganos del tracto digestivo por los que pasan los alimentos. Los órganos accesorios agregan secreciones y enzimas que descomponen los alimentos en nutrientes. Los órganos accesorios incluyen las glándulas salivales, el hígado, el páncreas y la vesícula biliar. Las secreciones del hígado, páncreas y vesícula biliar están reguladas por hormonas en respuesta al consumo de alimentos.

    El hígado es el órgano interno más grande en humanos y juega un papel importante en la digestión de las grasas y la desintoxicación de la sangre. El hígado produce bilis, un jugo digestivo que se requiere para la descomposición de las grasas en el duodeno. El hígado también procesa las vitaminas y ácidos grasos absorbidos y sintetiza muchas proteínas plasmáticas. La vesícula biliar es un órgano pequeño que ayuda al hígado almacenando bilis y concentrando sales biliares.

    El páncreas secreta bicarbonato que neutraliza el quimo ácido y una variedad de enzimas para la digestión de proteínas y carbohidratos.

    CONEXIÓN ARTE

    La ilustración muestra el sistema digestivo inferior humano, que comienza con el estómago, un saco que se encuentra por encima del intestino grueso. El estómago se vacía en el intestino delgado, que es un tubo largo y muy plegado. El comienzo del intestino delgado se llama duodeno, la parte media larga se llama yeyuno, y el final se llama íleon. El íleon se vacía en el intestino grueso en el lado derecho del cuerpo. Debajo de la unión del intestino delgado y grueso se encuentra una pequeña bolsa llamada ciego. El apéndice se encuentra en el extremo inferior del ciego. El intestino grueso viaja hacia arriba por el lado izquierdo del cuerpo, a través de la parte superior del intestino delgado, luego hacia abajo por el lado derecho del cuerpo. Estas partes del intestino grueso se denominan colon ascendente, colon transverso y colon descendente, respectivamente. El intestino grueso se vacía en el recto, que está conectado con el ano. El páncreas está intercalado entre el estómago y el intestino grueso. El hígado es un órgano triangular que se asienta arriba y ligeramente a la derecha del estómago. La vesícula biliar es un bulbo pequeño entre el hígado y el estómago.
    Figura\(\PageIndex{4}\): El estómago tiene un ambiente extremadamente ácido donde se digiere la mayor parte de la proteína. (crédito: modificación de obra de Mariana Ruiz Villareal)

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sistema digestivo es falsa?

    1. El quimo es una mezcla de alimentos y jugos digestivos que se produce en el estómago.
    2. La comida ingresa al intestino grueso antes que al intestino delgado.
    3. En el intestino delgado, el quima se mezcla con la bilis, que emulsiona las grasas.
    4. El estómago está separado del intestino delgado por el esfínter pilórico.

    Nutrición

    La dieta humana debe estar bien equilibrada para proporcionar los nutrientes necesarios para la función corporal y los minerales y vitaminas necesarios para mantener la estructura y regulación necesarias para una buena salud y capacidad reproductiva (Figura\(\PageIndex{5}\)).

    El logotipo de dieta saludable muestra un plato dividido en cuatro secciones, etiquetadas como “frutas”, “verduras”, “granos” y “proteína”. La sección de verduras es ligeramente más grande que las otras tres. Un círculo al costado del plato se etiqueta como “lácteo”. Debajo de la placa se encuentra la dirección web “Choose My Plate dot gov”.
    Figura\(\PageIndex{5}\): Para los humanos, una dieta balanceada incluye frutas, verduras, granos, proteínas y lácteos. (crédito: USDA)

    CONCEPT EN ACCIÓN

    Código QR que representa una URL

    Explore este sitio web interactivo del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos para obtener más información sobre cada grupo de alimentos y las cantidades diarias recomendadas.

    Las moléculas orgánicas requeridas para construir el material celular y los tejidos deben provenir de los alimentos. Durante la digestión, los carbohidratos digeribles se descomponen en última instancia en glucosa y se utilizan para proporcionar energía dentro de las células del cuerpo. Los carbohidratos complejos, incluidos los polisacáridos, se pueden descomponer en glucosa a través de la modificación bioquímica; sin embargo, los humanos no producen la enzima necesaria para digerir la celulosa (fibra). La flora intestinal en el intestino humano es capaz de extraer algo de nutrición de estas fibras vegetales. Estas fibras vegetales se conocen como fibra dietética y son un componente importante de la dieta. El exceso de azúcares en el cuerpo se convierte en glucógeno y se almacena para su posterior uso en el tejido hepático y muscular. Las reservas de glucógeno se utilizan para alimentar esfuerzos prolongados, como correr a larga distancia, y para proporcionar energía durante la escasez de alimentos. Las grasas se almacenan bajo la piel de los mamíferos para aislamiento y reservas de energía.

    Las proteínas en los alimentos se descomponen durante la digestión y los aminoácidos resultantes se absorben. Todas las proteínas del cuerpo deben estar formadas a partir de estos constituyentes aminoacídicos; no se obtienen proteínas directamente de los alimentos.

    Las grasas agregan sabor a los alimentos y promueven una sensación de saciedad o plenitud. Los alimentos grasos también son fuentes importantes de energía, y los ácidos grasos son necesarios para la construcción de membranas lipídicas. También se requieren grasas en la dieta para ayudar a la absorción de vitaminas liposolubles y la producción de hormonas liposolubles.

    Si bien el cuerpo animal puede sintetizar muchas de las moléculas requeridas para la función a partir de precursores, existen algunos nutrientes que deben obtenerse de los alimentos. Estos nutrientes se denominan nutrientes esenciales, es decir, deben comerse, porque el cuerpo no puede producirlos.

    Los ácidos grasos omega-3, el ácido alfa-linolénico y el ácido omega-6 linoleico son ácidos grasos esenciales necesarios para elaborar algunos fosfolípidos de membrana. Las vitaminas son otra clase de moléculas orgánicas esenciales que se requieren en pequeñas cantidades. Muchos de estos ayudan a las enzimas en su función y, por esta razón, se llaman coenzimas. La ausencia o los bajos niveles de vitaminas pueden tener un efecto dramático en la salud. Los minerales son otro conjunto de nutrientes esenciales inorgánicos que deben obtenerse de los alimentos. Los minerales realizan muchas funciones, desde la función muscular y nerviosa, hasta actuar como cofactores enzimáticos. Ciertos aminoácidos también deben obtenerse de los alimentos y no pueden ser sintetizados por el organismo. Estos aminoácidos son los aminoácidos “esenciales”. El cuerpo humano puede sintetizar solo 11 de los 20 aminoácidos requeridos; el resto debe obtenerse de los alimentos.

    BIOLOGÍA EN ACCIÓN: La obesidad

    Con la obesidad en altos índices en Estados Unidos, existe un enfoque de salud pública en reducir la obesidad y los riesgos asociados para la salud, que incluyen diabetes, cáncer de colon y mama, y enfermedades cardiovasculares. ¿Cómo contribuyen los alimentos consumidos a la obesidad?

    Los alimentos grasos son densos en calorías, lo que significa que tienen más calorías por unidad de masa que los carbohidratos o las proteínas. Un gramo de carbohidratos tiene cuatro calorías, un gramo de proteína tiene cuatro calorías y un gramo de grasa tiene nueve calorías. Los animales tienden a buscar alimentos ricos en lípidos por su mayor contenido energético. Mayores cantidades de energía alimentaria absorbida que las necesidades del cuerpo resultarán en el almacenamiento del exceso de depósitos de grasa.

    El exceso de carbohidratos es utilizado por el hígado para sintetizar glucógeno. Cuando las reservas de glucógeno están llenas, la glucosa adicional se convierte en ácidos grasos. Estos ácidos grasos se almacenan en las células del tejido adiposo, las células grasas en el cuerpo de los mamíferos cuya función principal es almacenar grasa para su uso posterior.

    La tasa de obesidad entre los niños está aumentando rápidamente en Estados Unidos. Para combatir la obesidad infantil y garantizar que los niños tengan un comienzo saludable en la vida, en 2010 la Primera Dama Michelle Obama lanzó el Let's Move! campaña. El objetivo de esta campaña es educar a los padres y cuidadores sobre cómo proporcionar una nutrición saludable y fomentar estilos de vida activos en las generaciones futuras. Este programa tiene como objetivo involucrar a toda la comunidad, incluidos los padres, maestros y proveedores de atención médica para garantizar que los niños tengan acceso a alimentos saludables, más frutas, verduras y granos integrales, y consuman menos calorías de los alimentos procesados. Otro objetivo es asegurar que los niños realicen actividad física. Con el aumento de la visualización de televisión y las actividades estacionarias como los videojuegos, los estilos de vida sedentarios se han convertido en la norma. Visita www.letsmove.gov para obtener más información.

    Resumen

    Son muchos los órganos que trabajan juntos para digerir los alimentos y absorber los nutrientes. La boca es el punto de ingestión y el lugar donde comienza la descomposición mecánica y química de los alimentos. La saliva contiene una enzima llamada amilasa que descompone los carbohidratos. El bolo alimenticio viaja a través del esófago mediante movimientos peristálticos hacia el estómago. El estómago tiene un ambiente extremadamente ácido. La enzima pepsina digiere proteínas en el estómago. Más digestión y absorción tienen lugar en el intestino delgado. El intestino grueso reabsorbe el agua de los alimentos no digeridos y almacena los desechos hasta su eliminación.

    Los carbohidratos, las proteínas y las grasas son los principales componentes de los alimentos. Algunos nutrientes esenciales son necesarios para la función celular pero no pueden ser producidos por el cuerpo animal. Estos incluyen vitaminas, minerales, algunos ácidos grasos y algunos aminoácidos. La ingesta de alimentos en cantidades más de las necesarias se almacena como glucógeno en el hígado y las células musculares, y en el tejido adiposo. El exceso de almacenamiento adiposo puede provocar obesidad y serios problemas de salud.

    Conexiones de arte

    Figura\(\PageIndex{4}\): ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sistema digestivo es falsa?

    A. El quimo es una mezcla de alimentos y jugos digestivos que se produce en el estómago.
    B. La comida ingresa al intestino grueso antes que al intestino delgado.
    C. En el intestino delgado, el quimo se mezcla con la bilis, que emulsiona las grasas.
    D. El estómago está separado del intestino delgado por el esfínter pilórico.

    Contestar

    B

    Glosario

    amilasa
    una enzima que se encuentra en la saliva y secretada por el páncreas que convierte los carbohidratos en maltosa
    ano
    el punto de salida del sistema digestivo para el material de desecho
    bilis
    un jugo digestivo producido por el hígado; importante para la digestión de los lípidos
    bolo
    una masa de alimento resultante de la acción de masticación y humectación por la saliva
    colon
    la porción más grande del intestino grueso que consiste en el colon ascendente, colon transverso y colon descendente
    quima
    una mezcla de alimentos parcialmente digeridos y jugos estomacales
    esófago
    un órgano tubular que conecta la boca con el estómago
    nutriente esencial
    un nutriente que no puede ser sintetizado por el organismo; debe ser obtenido de los alimentos
    vesícula biliar
    el órgano que almacena y concentra la bilis
    intestino grueso
    un órgano del sistema digestivo que reabsorbe el agua del material no digerido y procesa la materia de desecho
    hígado
    un órgano que produce bilis para la digestión y procesa vitaminas y lípidos
    mineral
    una molécula inorgánica elemental que desempeña papeles importantes en el cuerpo
    cavidad oral
    el punto de entrada de los alimentos en el sistema digestivo
    páncreas
    una glándula que secreta jugos digestivos
    pepsina
    una enzima que se encuentra en el estómago cuyo papel principal es la digestión de proteínas
    peristalsis
    movimientos ondulados del tejido muscular
    recto
    el área del cuerpo donde se almacenan las heces hasta su eliminación
    glándula salival
    uno de los tres pares de glándulas exocrinas en la boca de los mamíferos que segregan saliva, una mezcla de moco acuoso y enzimas
    intestino delgado
    el órgano donde se completa la digestión de proteínas, grasas e hidratos de carbono
    estómago
    un órgano saclike que contiene jugos digestivos ácidos
    vitamina
    una sustancia orgánica necesaria en pequeñas cantidades para sostener la vida

    Colaboradores y Atribuciones


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