La Digestión en Bioquímica

¿Qué es?

La digestión en el ser humano es el proceso mediante el cual los alimentos y bebidas se descomponen en sus partes más pequeñas para que el cuerpo pueda usarlos como fuente de energía, y para formar y mantener los tejidos. Comienza en la boca, cuando masticamos y comemos, y termina en el intestino delgado. Cuando comemos, los alimentos no están en una forma que el cuerpo pueda aprovechar sus componentes para nutrirse. Los alimentos y bebidas que consumimos deben transformarse en moléculas más pequeñas antes de ser absorbidos hacia la sangre y transportados a las células de todo el cuerpo. El proceso químico varía un poco dependiendo de la clase de alimento.

¿Qué órganos participan en la digestión?

Sistema o conjunto de órganos que tienen como función específica la ingestión, digestión y absorción de alimentos o elementos nutritivos. Estos órganos son: la boca donde encontramos la lengua y los dientes además de las glándulas salivares, la faringe, el esófago, el estómago y los intestinos.

Los órganos accesorios de la digestión, que contribuyen con secreciones importantes para esta, incluyen las glándulas salivares, el páncreas, el hígado y la vesícula biliar.

Existen además glándulas secretoras de moco a todo lo largo del tracto gastrointestinal, glándulas productoras de los componentes del jugo gástrico, localizadas en la mucosa gástrica y glándulas que secretan los componentes del jugo intestinal, ubicadas en la mucosa intestinal.

Cavidad bucal

La entrada al canal alimentario es la boca donde los dientes, la lengua y los maxilares comienzan el proceso de digestión por la masticación. La saliva es secretada en la boca por tres pares separados de glándulas salivales situadas debajo de la lengua, por dentro de la mandíbula y en las mejillas.

La saliva ablanda y lubrica el alimento, disuelve parte de él y comienza la conversión de los almidones en azúcar por acción de la ptialina, enzima de la saliva, además humedece el interior de la boca, la lengua y los dientes, los que limpia después que el alimento ha partido hacia la siguiente etapa de su recorrido.

Detrás de las fauces se reúnen cuatro vías: oral, nasal, la laringe  y el esófago. Durante la deglución, las entradas de la vía nasal y la laringe son cerradas momentáneamente por el paladar blando y la epiglotis, de modo que el alimento puede pasar al esófago sin desviarse al tracto respiratorio.

 Faringe y Esófago

 Por ellas transita el bolo alimenticio hasta llegar al estómago, impulsado por el Peristaltismo.

Estómago

Impulsado por contracciones musculares rítmicas denominadas peristaltismo, el alimento se mueve rápidamente a través del esófago, pasa al cardias (orificio rodeado por músculo circular en la base del esófago) e ingresa en el estómago.

Aquí, los movimientos peristálticos son más fuertes y más frecuentes ,se producen a razón de 3 por minuto, batiendo, licuando y mezclando los alimentos con el jugo gástrico, donde se encuentran las enzimas pepsina y lipasa, en los lactantes, renina; una secreción denominada mucina, que cubre y protegen el revestimiento gástrico, del ácido clorhídrico.

La pepsina y el ácido clorhídrico juntos comienzan la degradación de las proteínas de los alimentos. La lipasa en el estómago es una encima degradadora algo débil, que actúa sobre las grasas que han sido emulsionadas como las de crema de leche y la yema de huevo. En el intestino, donde se digieren la mayor parte de las grasas, existe una lipasa más potente.

El estómago adulto tiene una capacidad de 1,25 L. Alcanza máximo de actividad digestiva casi 2 horas después de una comida y puede vaciarse en 3 a 4 horas y media. Una comida abundante puede tardar hasta 6 horas en pasar al intestino delgado.

Intestino delgado

Lugar donde se realiza la verdadera digestión. Dividido en tres segmentos, duodeno , yeyuno e íleon . El alimento abandona el estómago en forma de quimo, una mezcla espesa, atraviesa el píloro, un esfínter muscular que se abre desde la parte inferior del estómago al duodeno. Este esfínter está cerrado la mayor parte del tiempo y se abre cada vez que una honda peristáltica lo atraviesa. El estómago es mucho más ancho que el resto del canal y tiene una curva con forma de J en su parte inferior por lo que el paso del alimento a través del píloro se enlentece hasta que el alimento tiene la consistencia adecuada para atravesar el orificio estrecho hacia el intestino delgado.

El intestino delgado mide aproximadamente 6 m. Está recubierto por pliegues profundos y estructuras denominadas vellosidades intestinales que le brindan una superficie de aproximadamente 900 m cuadrados, a través de las cuales se produce la absorción. El duodeno es curvo en forma de C con una longitud de 25 cm aproximadamente, es la parte primera y más ancha del intestino delgado. En el se vierte el jugo pancreático, con enzimas que degradan el almidón, las proteínas y las grasas. El colédoco tan bien desemboca en el duodeno. La bilis emulsifica las grasas en pequeñas partículas, lo que facilita la acción de las enzimas que las degradan.

Por debajo del duodeno se encuentra el yeyuno, la porción más larga del intestino delgado y después el íleon, última porción del intestino delgado y la más estrecha. A lo largo de todo su recorrido, los hidratos de carbono, las proteínas y las grasas se desdoblan en azúcares, aminoácidos, ácidos grasos y glicerina respectivamente. El revestimiento del intestino delgado absorbe estos compuestos nutrientes con la misma rapidez con que son producidos. Los compuestos inutilizables de la dieta pasan al intestino grueso.

Intestino grueso

En la unión del intestino delgado con el grueso se encuentra la válvula ileocecal así denominada porque está en el extremo del íleon y al comienzo del ciego. Un pequeño tubo ciego denominado apéndice vermiforme está fijado a esta estructura.

La porción más larga de intestino grueso se denomina colon y está dividida en colon ascendente, transverso, descendente, y en colon sigmoideo, curva con forma de S en su extremo distal. El colon sigmoideo se vacía en el recto y este termina en el esfínter anal.

El intestino grueso mide aproximadamente 1,65m. El líquido de los desechos es reabsorbido gradualmente a través de las paredes intestinales. Así, los desechos forman heces bastante sólidas que son llevadas hacia abajo al recto para su evacuación final. Esto tarda de diez a 20 horas. El contenido fecal consiste en bacterias, células desprendidas de los intestinos, moco y sustancias indigeribles como las celulosa. El color pardo oscuro normal de la materia fecal es producido por lo pigmentos biliares.

Glándulas anexas

Las principales son tres pares de glándulas conocidas como, parótidas, submaxilares y sublinguales. Existen otras de menor tamaño dentro de las mejillas y en la lengua.
En las glándulas salivares se produce la saliva en cantidad diaria aproximada de entre 1 y 1,5 litros. La saliva puede ser de contenido seroso, mucoso o mixto. La secreción de las glándulas parótidas es serosa. La de las submaxilares es mixta y las sublinguales producen saliva de componente mucoso principalmente.

Hígado

Sus funciones son múltiples: almacenamiento y filtración de la sangre, conversión de azúcares en glucógeno, síntesis y degradación de las grasas, almacenamiento temporal de los ácidos grasos, síntesis de proteínas séricas, y de factores esenciales para la coagulación. Su función para que el aparato digestivo consiste en la secreción de bilis.

Vesícula biliar

Órgano en forma de pera o saco, situado debajo del hígado donde se almacena la bilis, que a su vez es producida por el hígado e interviene en la digestión de las grasas.

Páncreas

Glándula grande, alargada que se ubica transversalmente y por detrás del estómago, entre el vaso y el duodeno. Posee función mixta. La endocrina consiste en la elaboración de insulina y glucagón, hormonas que intervienen en la regulación metabólica de los glúcidos. La exocrina está dada por la elaboración del jugo pancreático, contenedor de enzimas que vertidas al duodeno actúan en la digestión química de proteínas, lípidos y glúcidos. Su función para el sistema digestivo consiste en la producción y secreción del jugo pancreático.

Las glándulas gástricas

Son de tipo tubular simples o compuestas y se nombran según su localización en el estómago. Así tenemos:

Glándulas propias, localizadas en cuerpo y fornix o cúpula gástrica. Son las más numerosas, aproximadamente 100 por cada mm cuadrado, formadas por varias células que segregan los elementos principales del jugo gástrico:

§  Células mucosas que segregan moco protector de la mucosa y pepsinógeno II

§  Células parietales, segregan ácido clorhídrico y factor intrínseco.

§  Células principales o cimógenas productoras de enzimas, pepsinógeno I

§  Células endocrinas que producen sustancias hormonales: gastrina, glucagón gástrico, somatostatina, prostaglandinas.

El pepsinógeno es convertido en pepsina al ponerse en contacto con el ácido clorhídrico.

El factor intrínseco de Castle interviene en la absorción de cobalamina también conocida como vitamina B12.

Glándulas cardiacas, localizadas en el cardias, secretoras de moco.

Glándulas pilóricas, se encuentran en el píloro o cercano a él, segregan moco y sustancias hormonales como la gastrina.

Las secreciones de las glándulas gástricas conforman el jugo gástrico del que depende la digestión química en el estómago.

Glándulas intestinales

Situadas a todo lo largo del intestino delgado (glándulas de Lieberkuhn), segregan el jugo intestinal que complementa la digestión facilitando la absorción. Son de tipo tubular simple y se les encuentra en la mucosa sin alcanzar la submucosa.

Existen además las glándulas duodenales ubicadas en la submucosa, semejantes por su estructura a las glándulas pilóricas. En el intestino grueso se pueden observar también gran cantidad de criptas de Lieberkuhn; pero casi no contienen enzimas.

Glándulas secretoras de moco

Se localizan a todo lo largo del tubo o tracto digestivo. Producen y secretan moco en consistencia algo diferente según el lugar pero con las mismas funciones: lubricante y protectora.

¿Cómo se da la Digestión?

Fases

Fase cefálica: esta fase ocurre antes que los alimentos entren al estómago e involucra la preparación del organismo para el consumo y la digestión. La vista y el pensamiento, estimulan la corteza cerebral. Los estímulos al gusto y al olor son enviados al hipotálamo y la médula espinal. Después de esto, son enviados a través del nervio vago.

Fase gástrica: esta fase toma de 3 a 4 horas. Es estimulada por la distensión del estómago y el pH ácido. La distensión activa los reflejos largos y mientéricos. Esto activa la liberación de acetilcolina la cual estimula la liberación de más jugos gástricos. Cuando las proteínas entran al estómago, unen iones hidrógeno, lo cual disminuye el pH del estómago hasta un nivel ácido (el valor del PH va de 0 a 14 siendo 0 el nivel más ácido y 14 el más básico). Esto dispara las células G para que liberen gastrina, la cual por su parte estimula las células parietales para que secreten HCl. La producción de HCl también es desencadenada por la acetilcolina y la histamina.

Fase intestinal: esta fase tiene dos partes, la excitatoria y la inhibitoria. Los alimentos parcialmente digeridos, llenan el duodeno. Esto desencadena la liberación de gastrina intestinal. El reflejo enterogástrico inhibe el núcleo vago, activando las fibras simpáticas causando que el esfínter pilórico se apriete para prevenir la entrada de más comida e inhibiendo los reflejos.

Proceso

La digestión comienza en la boca donde los alimentos se mastican y se mezclan con la saliva que contiene enzimas que inician el proceso químico de la digestión, formándose el bolo alimenticio.

1.    La comida es comprimida y dirigida desde la boca hacia el esófago mediante la deglución, y del esófago al estómago, donde los alimentos son mezclados con ácido clorhídrico que los descompone, sobre todo, a las proteínas desnaturalizándolas. El bolo alimenticio se transforma en quimo.

2.    Debido a los cambios de acidez (pH) en los distintos tramos del tubo digestivo, se activan o inactivan diferentes enzimas que descomponen los alimentos.

3.    En el intestino delgado el quimo, gracias a la bilis secretada por el hígado, favorece la emulsión de las grasas y gracias a las lipasas de la secreción pancreática se produce su degradación a ácidos grasos y glicerina. Además el jugo pancreático contiene proteasas y amilasas que actúan sobre proteínas y glúcidos. La mayoría de los nutrientes se absorben en el intestino. Toda esta mezcla constituye ahora el quilo.

4.    El final de la digestión es la acumulación del quilo en el intestino grueso donde se absorbe el agua y posteriormente defecar las heces.

Paso de los alimentos a través del aparato digestivo

Los órganos grandes y huecos del tracto digestivo poseen una capa muscular que permite que sus paredes se muevan. El movimiento de estas paredes puede impulsar los alimentos y los líquidos, y mezclar el contenido dentro de cada órgano. Los alimentos pasan de un órgano a otro mediante un movimiento muscular que se llama peristaltismo. La acción del peristaltismo se parece a la de una ola del mar moviéndose por el músculo. El músculo del órgano se contrae estrechándose y después mueve lentamente la porción contraída hacia la parte inferior del órgano. Estas ondas alternadas de contracciones y relajaciones empujan los alimentos y los líquidos a través de cada órgano.

El primer movimiento muscular importante ocurre cuando ingerimos alimentos o líquidos. Aunque el ingerir es parte de un proceso voluntario, en cuanto empieza se vuelve involuntaria y pasa a estar bajo el control de los nervios.

Los alimentos que acabamos de ingerir pasan al siguiente órgano que es el esófago, que conecta la garganta con el estómago. En la unión del esófago y el estómago hay una válvula en forma de anillo llamada válvula pilórica que cierra el paso entre los dos órganos. Sin embargo, a medida que los alimentos se acercan al anillo cerrado, los músculos que lo rodean se relajan y permiten el paso al estómago.

El estómago debe realizar tres tareas mecánicas. Primero, debe almacenar los alimentos y los líquidos ingeridos. Para ello, el músculo de la parte superior del estómago debe relajarse y aceptar volúmenes grandes de material ingerido. La segunda tarea es mezclar los alimentos, los líquidos y el jugo digestivo producido por el estómago. La acción muscular de la parte inferior del estómago se encarga de esto. La tercera tarea del estómago es vaciar su contenido lentamente en el intestino delgado.

Varios factores afectan el proceso de vaciar el estómago, como el tipo de los alimentos y el grado de actividad muscular del estómago y del intestino delgado. Los carbohidratos, por ejemplo, son los que pasan la menor cantidad de tiempo en el estómago, mientras que las proteínas permanecen más tiempo, y las grasas son las que pasan la mayor cantidad de tiempo. A medida que los alimentos se digieren en el intestino delgado y se disuelven en los jugos del páncreas, el hígado y el intestino, el contenido intestinal se va mezclando y avanzando para facilitar la digestión posterior.

Finalmente, todos los nutrientes digeridos se absorben a través de las paredes intestinales y se transportan a todo el cuerpo. Los productos de desecho de este proceso comprenden partes no digeridas de los alimentos, conocidas como fibra, y células viejas que se han desprendido de la mucosa. Estos materiales son impulsados hacia el colon, donde permanecen hasta que se expulsa la materia fecal durante la deposición.

La producción de los jugos digestivos

Las glándulas digestivas que actúan primero son las glándulas salivares de la boca. La saliva que producen las glándulas contiene una enzima que comienza a digerir el almidón de los alimentos y lo transforma en moléculas más pequeñas. Una enzima es una sustancia que acelera las reacciones químicas en el cuerpo.

El siguiente grupo de glándulas digestivas está en la membrana que tapiza el estómago. Éstas producen ácido y una enzima que digiere las proteínas. Una gruesa capa de moco tapiza la mucosa y evita que la acción acídica del jugo digestivo disuelva el tejido del estómago. En la mayoría de las personas, la mucosa estomacal puede resistir el jugo, a diferencia de los alimentos y de otros tejidos del cuerpo.

Después de que el estómago vierte los alimentos y su jugo en el intestino delgado, los jugos de otros dos órganos se mezclan con los alimentos para continuar el proceso. Uno de esos órganos es el páncreas, cuyo jugo contiene un gran número de enzimas que descomponen los carbohidratos, las grasas y las proteínas de los alimentos. Otras enzimas que participan activamente en el proceso provienen de glándulas en la pared intestinal.

El segundo órgano, el hígado, produce la bilis, otro jugo digestivo. La bilis se almacena en la vesícula biliar entre las comidas. Cuando comemos, la bilis sale de la vesícula por las vías biliares al intestino y se mezcla con las grasas de los alimentos. Los ácidos biliares disuelven las grasas en el contenido acuoso del intestino, casi del mismo modo que los detergentes disuelven la grasa de una sartén. Después de que las grasas se disuelven, las enzimas del páncreas y de la mucosa intestinal las digieren.

Absorción y transporte de los nutrientes

La mayoría de las moléculas digeridas de los alimentos, y el agua y los minerales provenientes de la dieta se absorben a través del intestino delgado. La mucosa del intestino delgado contiene muchos pliegues cubiertos de proyecciones diminutas llamadas vellosidades. Éstas sucesivamente están cubiertas de proyecciones microscópicas llamadas microvellosidades. Estas estructuras crean una superficie amplia a través de la cual se pueden absorber los nutrientes. Hay células especializadas que permiten que los materiales absorbidos atraviesen la mucosa y pasen a la sangre, que los distribuye a otras partes del cuerpo para almacenarlos o para que pasen por otras modificaciones químicas. Esta parte del proceso varía según los diferentes tipos de nutrientes.