INGESTIÓN DE ALIMENTOS Y SUS TRANSFORMACIONES

1. INGESTIÓN DE ALIMENTOS Y SUS TRANSFORMACIONES UNIDAD No. 3 Lunes 17 de agosto de 2009

2. CONTENIDO DE LA UNIDAD • El proceso digestivo • Anatomía del aparato digestivo • Balance energético • Fisiología del proceso digestivo en animales acuáticos • Factores que inciden en la fisiología del proceso digestivo

3. 1. El proceso digestivo

4. Funciones del Aparato Digestivo • Ayudar a proveer de nutrientes metabólicos para el funcionamiento • Regular la concentración de nutrientes y energía disponibles y almacenados • Eliminación de desechos metabólicos y tóxicos (posibles causas de envenenamiento) • Colabora con la osmorregulación

5. Nutrientes esenciales • Proteínas • Lípidos • Carbohidratos • Vitaminas • Minerales

6. Requerimientos nutricionales • Los nutrientes son las sustancias que sirven como fuentes de energía metabólica e insumos para las funciones vitales del organismo (reproducción, crecimiento, reparación de tejidos) • Los requerimientos nutricionales varían de acuerdo a la especie y dentro de una especie de acuerdo a diferencias en actividad, estadío de vida, sexo y estado reproductivo

7. Fases del proceso digestivo • Detección • Ingesta • Digestión • Absorción • Excreción de desechos

8. 1. Detección del alimento • Mecanismos: • Vista • Quimiorrecepción • Mecanorrecepción • El mecanismo de detección depende del hábitat y del hábito alimenticio del organismo • Cualquier mecanismo de detección está siempre acoplado a la quimiorrecepción

9. Órganos de detección del alimento • Dependen del mecanismo empleado por el animal • No forman parte del canal alimenticio • Son estructuras asociadas • Conforman los órganos de los sentidos

10. 2. Ingesta • Determinada por las características físicas, químicas y organolépticas del alimento • Hay ciclos de ingesta determinados por: cantidad y calidad del alimento; estado fisiológico del animal; edad; medio ambiente (especialmente temperatura => tasa metabólica)

11. Órgano y mecanismo de ingesta • Boca • Pueden haber estructuras asociadas que facilitan la ingesta como: dientes, lengua, secreción mucosa • El que el alimento se ingiera dependerá de sus características organolépticas y físico-químicas

12. 3. Digestión • Para que un nutriente sea utilizable por el organismo debe estar en forma soluble y ser suficientemente pequeño • Dos tipos de digestión: • Digestión mecánica = dientes, estructuras de molienda, apéndices alimenticios • Digestión química = enzimas y pH apropiado

13. Definición de digestión • Proceso químico por medio del cual moléculas alimenticias grandes son hidrolizadas por enzimas catalíticas digestivas hasta formar moléculas simples y pequeñas que pueden ser transportadas a través de las membranas celulares de la barrera intestinal

14. 4. Absorción • Se refiere al paso de los nutrientes del tracto digestivo al sistema circulatorio (órganos) • Los nutrientes deben ser pequeños y solubles • Diferentes zonas del tracto digestivo absorben diferentes nutrientes • La absorción es controlada y regulada fisiológicamente y de acuerdo a las características del alimento y la alimentación

15. Absorción • Los microvilliposeen enzimas que ayudan a terminar la digestión en partículas lo suficientemente pequeñas para ser absorbidas • El mecanismo específico de absorción depende de la molécula a absorber

16. Mecanismos de absorción

17. Proceso de digestión y absorción de los lípidos Se transportan del lumen intestinal a las células de absorción y hacia el espacio intersticial. Los productos hidrolizados de la digestión (monoglicéridos, AG y glicerol) forman micelas con las sales biliares. Las micelas transportan los materiales hacia el borde de cepillo donde ingresan a la célula por difusión. Dentro de la célula se re-sintetizan los triglicéridos en el REL y junto a pequeñas cantidades de fosfolípidos y colesterol se almacenan en el Complejo de Golgi como quilomicrones. Los quilomicrones salen por las porciones basolaterales de la célula por exocitosis y entran en el espacio entre células donde se comunica con el sistema circulatorio

18. Proceso de digestión y absorción de los lípidos

19. Transporte de nutrientes en la sangre • Los nutrientes absorbidos pasan al sistema circulatorio o al sistema linfático • Los quilomicrones normalmente entran al sistema circulatorio • Los azúcares y aminoácidos son llevados al hígado donde bajo control de la insulina son almacenados por los hepatocitos al convertirlos en glicógeno

20. 5. Excreción de desechos • Se desecha material no digerido y material no absorbido • También pueden desecharse otros metabolitos como desechos nitrogenados, agua y iones minerales • Algunos otros desechos/productos metabólicos como hormonas, feromonas, enzimas, tejidos muertos pueden ser excretados utilizando este mecanismo

21. 1. Anatomía general del tracto digestivo

22. Generalidades • La anatomía y configuración básica del tracto digestivo es común y muy conservada en los animales • Las variaciones anatómicas del tracto digestivo están asociadas con: • Hábito alimenticio • Edad, etapa de desarrollo

23. Hábito alimenticio • Se refiere al material que conforma la dieta del organismo y/o a la forma en que lo obtiene • De acuerdo De a cuerdo a la forma a la de dieta: de obtener el alimento: • Carnívoros ° Depredadores • Omnívoros ° Ramoneadores • Herbívoros ° Filtradores • ° Succionadores/ chupadores

24. Divisiones del tracto digestivo (Randall, Burggren, y French, 2002) • Parte frontal: recibe el material ingerido • Intestino anterior: conduce, almacena y digiere • Intestino medio: digiere y absorbe • Intestino posterior: absorbe agua y minerales antes de la excreción

25. Función Estructura Recepción Parte frontal Conducción, almacenaje y digestión Intestino anterior Intestino medio Digestión química (secreciones ácidas Absorción/asimilación, secreciones básicas Intestino posterior Almacenaje de desechos Defecación (Randall, Burggren, y French, 2002)

26. Parte frontal del tracto digestivo • Región craneal o anterior, prosee una abertura externa para el ingreso del alimento: la boca • Consiste de órganos y estructuras para la ingesta y ayudar a tragar, incluye: • Apéndices bucales • Cavidad bucal • Faringe (garganta, solo en animales con respiración aerobia) • Estructuras asociadas tales como bigotes, antenas, dientes, glándulas salivales, lengua

27. Intestino anterior • Se encarga de: conducción de alimento, almacenaje y digestión • En la mayoría de los animales comprende: • Esófago • Estómago En algunos casos también podemos encontrar: • Caecas gástricas (en invertebrados, especialmente si no poseen estómago)

28. a. Esófago • Conduce el bolo alimenticio de la parte frontal al área de digestión • En algunos casos puede contribuir con la digestión mecánica • En algunos peces es sitio de absorción de iones • Presenta peristalsis

29. b. Estómago • Tiene forma de saco • Sirve para almacenar alimento • Un estómago verdadero esta caracterizado por la producción de HCl • También secreta mucus y enzimas (especialmente pepsinógeno) • Contribuye con la digestión mecánica

30. Características de un estómago verdadero • Clasificación de los organismos según el número de estómagos: • Agastros • Monogástricos • Poligástricos • Pseudoestómago = forma de bolsa pero sin secreción ácida

31. El estómago también contribuye a la digestión mecánica por medio de la propulsión de partículas y limitando el paso de partículas grandes

32. Continuación Introducción Unidad 3 Miércoles, agosto 19 de 2009

33. c. Caecas gástricas • Están presentes especialmente en invertebrados que no poseen estómago • Poseen células enzimáticas y fagocíticas • Es el sitio de digestión y absorción, el resto del canal digestivo es el sitio de regulación del balance electrolítico y la defecación

34. Intestino Medio • En vertebrados es el principal sitio de digestión química de: proteínas, lípidos y carbohidratos • Aquí se da la absorción para ser conducido por el sistema circulatorio • En carnívoros es más corto y simple que en herbívoros debido a que la carne es más fácil de digerir que el material vegetal

35. Plano general del intestino

36. Epitelio intestinal • Posee adaptaciones anatómicas a nivel organizacional diseñadas para aumentar la superficie de área disponible para la absorción de nutrientes.

37. La mucosa intestinal posee dobleces en forma de dedos Estructura general de una proyección digiforme

38. Célula de absorción con un borde constituido por microvillisque aumentan la superficie. También se observa la asociación de la célula con las células adyacentes Vellos (estructuras digiformes) cubiertas de epitelio mucoso que consiste principalmente de células de absorción y algunas células mucosas

39. Cada microvili consiste de evaginaciones de la membrana plasmática que rodean grupos de filamentos de actina Micrografía electrónica de células de absorción de un intestino humano

40. Intestino posterior • Es el área de absorción de agua e iones • Se encarga de la defecación • También almacena los remanentes del alimento no digerido mientras se reabsorben el agua y los minerales para retornarlos a la sangre • Las heces pasan posteriormente a la cloaca o recto y finalmente al ano donde son excretadas

41. Cloaca • En ciclóstomos y elasmobranquios el intestino posterior termina en la cloaca • Este es un sitio de reabsorción de orina y agua debido a que la uretra termina en esta zona y no en los genitales externos

42. Cambios en la estructura del tracto intestino y la influencia de la dieta • Normalmente estos cambios tienen un costo energético y por lo tanto son reversibles • El tracto digestivo es bastante dinámico y responde a cambios en la demanda de energía y calidad del alimento • Cambios son en la microestructura y fisiología de la absorción/digestión

43. Posibles cambios • Incremento en el área de absorción • Mayor eficiencia en la absorción de nutrientes de acuerdo al requerimiento energético • Disminución en el tiempo de tránsito gastrointestinal • Proliferación de proteínas transportadoras de acuerdo al incremento en la concentración de sustratos • Mayor producción enzimática

44. Movilidad del canal alimenticio • Es la habilidad del tracto digestivo de contraerse Funciones: • Propulsión del alimento y su expulsión final • Tratamiento mecánico del alimento para digestión mecánica • Mezcla del material ingerido con jugos gástricos

45. Mecanismos de movilidad • Muscular • Ciliar • Peristalsis: • Ola de constricción que viaja debido a cambios en la contracción y relajación de los músculos circular y longitudinal del canal digestivo

46. La contracción coordinada del canal alimentario impulsa el material dentro del lumen. a) Peristalsisocurre debido a una onda de contracción y relajación del músculob) Segmentación se da como resultado de la peristalsis y sus movimientos de contracción y relajación lo que propicia la mezcla de los contenidos intestinales

47. Control de la movilidad • Esta es controlada por una combinación de mecanismos intrínsicos de la zona (actividad de marcapasos) y control endocrino y neuronal • Pueden haber diferentes velocidades de contracción en distintos puntos del tracto digestivo

48. Secreciones Gastrointestinales El contenido del examen termina con esta presentación Lunes 24 de agosto de 2009.

49. Secreciones gastrointestinales • Son, normalmente, sustancias acuosas con una mezcla de sustancias (iones, mucus y enzimas) • Tejidos exocrinos del sistema digestivo incluyen: • células mucosas • células secretorias del epitelio estomacal e intestinal • células secretorias del intestino y páncreas

50. Función del Mucus • Ayuda al tránsito gastrointestinal • Permite la mezcla y licuefacción de los materiales • Ayuda a evitar daños mecánicos • El mucus provee una superficie resbalosa y lubrica el tubo para evitar daño mecánico y enzimático del epitelio