Nutrición

Ambiente Externo
Alimento
CO2
Boca
O2
Sistema
Respiratorio
0.5 cm
Corazon
Nutrientes
Sistema
Digestivo
En el revestimiento del intestino delgado, un
órgano digestivo, se observan proyecciones
con forma de dedos que amplían la
superficie para la absorción de nutrientes
(sección transversal, SEM).
Celula
Sistema
Circulatorio
50 µm
Cuerpo
Animal
Una vista microscópica del pulmón
revela que es mucho más una esponja
que un globo. Esta construcción
proporciona una superficie húmeda
expansiva para el intercambio gaseoso
con el medio ambiente (SEM).
10 µm
Liquid
interticial
Sistema
Excretor
Ano
Material
No absorbido
(heces)
Productos de desechos
metabolicos (orina)
Dentro del riñón, una masa de túbulos
microscópicos intercambian productos
químicos con la sangre f que fluye a
través de una red de pequeños vasos
llamados capilares (SEM).
Nutrición Animal
La necesidad de alimentar
• Animales son heterótrofos, dependientes de un
regular suministro de alimento.
• En general, están dentro de tres categorías:
– Herbivoros: comen principalmente autotrofos
(plantas y algas).
– Carnivoros: comen otros animales.
– Omnivoros regularmente consumen animales
también comen plantas o algas.
• Una dieta adecuada debe satisfacer tres
necesidades:
– Combustible para todo trabajo celular
– Materias primas orgánicas para biosíntesis
– Alimentos esenciales, sustancias que el animal no
puede hacer por sí mismo
• Mecanismos de alimentación principales:
comedores por suspensión, comedores de
sustrato, comedores de fluidos, comedores de
masa.
Los mecanismos homeostáticos
manejan el presupuesto de energía de
un animal
• Casi toda la generación del ATP de un
animal se basa en la oxidación de
moléculas ricas en energía: carbohidratos,
proteínas, y grasas.
Regulación de la glucosa como ejemplo
del Homeostasis
• Los animales almacenan el exceso de calorías
como glucógeno en el hígado y los músculos y
como grasa.
• La glucosa es un combustible importante para
las células.
• Las hormonas regulan metabolismo de la
glucosa
• Cuando se necesitan calorías, el combustible se
toma de lo almacenado y se oxida
ESTÍMULO:
El nivel de la glucosa
de sangre se levanta
después de comer.
Homeostasis:
90 mg glucosa/
100 ml sangre
ESTIMULO:
nivel glucosa en
Sangre cae por
debajo del punto
de ajuste.
Moleculas
pequeñas
Trozos de
alimento
Rompimiento
mecanico
digestión química
(hidrolisis enzimática)
Moleculas
nutrientes
entran a las células
del cuerpo
Material
Sin digerir
alimento
INGESTION
DIGESTION
ABSORPCION
ELIMINACION
Las cuatro etapas principales del procesamiento del alimento son:
ingestión, digestión, absorción, y eliminación.
• La ingestión es el acto de comer
• La digestión es el proceso de degradación o
descomposición del alimento a moléculas
bastante pequeñas para absorber
• la absorción es la toma de moléculas pequeñas
de nutrientes por las células que cubren el
tracto digestivo.
• La eliminación es el paso del material no
digerido fuera del tracto digestivo
Compartimentos Digestivos
• La mayoría de los animales procesan el alimento
en compartimentos especializados que favorecen
la acción de enzimas.
• Estos compartimentos reducen el riesgo que las
enzimas no ataquen a las macromoléculas
propias del organismo.
El intestino delgado y el grueso tienen funciones diferentes.
Digestion Intracelular
• En la digestión intracelular, las partículas del
alimento son incorporadas por endocitosis y
digeridas dentro de las vacuolas alimenticias
Digestion Extracelular
• La digestión extracelular es la ruptura de las
partículas del alimento fuera de las células.
Ocurre en los compartimientos que son
continuos con el exterior del cuerpo del animal
La comida es ingerida, pasa a faringe
(deglucion) esofago, y es transportada
hasta el estómago.
Mouth
Tentacles
Los animales con
planes simples del
cuerpo tienen una
cavidad
gastrovascular que
funciona en la
digestión y la
distribución de
alimentos
Food
Epidermis
Mesoglea
Gastrodermis
Nutritive
muscular
cells
Flagella
Gland cells
Food vacuoles
Mesoglea
Gastrovascular
cavity
• Animales más complejos tienen un tubo
digestivo con dos aberturas, una boca y un ano
• Este tubo digestivo se llama tracto digestivo
completo o canal alimenticio
• Puede haber regiones especializadas que
realicen la digestión y la absorción de nutrientes
de manera gradual
• El alimento ingerido a través de boca , pasa
generalmente a una faringe, o garganta y
después a un canal llamado esófago.
• El esófago puede conducir el alimento a un
buche, una molleja o un estomago
Buche, Estomago y Molleja
-Un buche es un órgano en forma de bolsa , en
donde se suaviza y almacena temporalmente el
alimento.
-Los estómagos y las mollejas también son órganos
en forma de bolsa y almacenan temporalmente el
alimento, pero son mas musculosos que los buches,
baten y trituran activamente el alimento.
•El esófago: después que el alimento ha entrado en el esófago,
ondas rítmicas de contracción muscular, llamadas movimiento
peristaltico (peristaltismo),mueve el alimento al estómago.
•La digestión química y la absorción de
nutrientes ocurre principalmente en el
intestino.
•El intestino se ubica entre el estomago o
molleja y el ano.
•El ano es la abertura por la cual son
excretados (eliminados) los materiales
sin digerir.
Esofago
Buche molleja
Intestino
Faringe
Ano
Boca
Comedor de
sustrato
omnivoro
Typhlosole
Luz del intestino
Lombriz de tierra
Foregut
Esofago
Midgut
Hindgut
Estomago
Molleja
Buche
Recto
Intestino
Boca
Bolsa Gastrica
Saltamontes, herbivoro
-Los nutrientes son absorbidos en el estomago
-El intestino absorbe agua y compacta sólidos.
Anus
Esofago
Estomago
Molleja
Intestino
Boca
Buche
Ano
Ave
-Buche: almacena y suaviza el alimento
-Digestión mecánica y química comienza en el estomago y
continua en la molleja terminando en el intestino.
-Nutrientes y agua son absorbidos en pared intestinal.
Cada órgano del sistema digestivo de Mamíferos ha especializado
funciones en la transformación alimenticia.
• El sistema digestivo en mamífero consiste en un
canal alimenticio y las glándulas accesorias que
secretan los jugos gástricos, que entran al canal
alimenticio a través de ductos.
• Las glándulas accesorias de los mamíferos son
las glándulas salivales, el páncreas, el hígado, y
la vesícula biliar.
• El alimento es empujado hacia adelante por
movimientos peristalticos, o sea contracciones
rítmicas de músculos lisos en la pared del tracto
digestivo.
Cardiac
orifice
Lengua
Cavidad oral
Parotid gland
Glandulas Sublingual gland
salivales
Submandibular gland
Faringe
Esofago
Esfinter
pilorico
Higado
Estomago
Porcion
Ascendente
del intestino
Vesicula
biliar
Pancreas
Ileum
Intestino
delgado
Intestino
delgado
Intestino
grueso
Recto
Ano
Apendice
Cecum
Duodenum of
small intestine
Glandulas
salivales
Boca
Esofago
Vesicula
biliar
higado
Pancreas
Estomago
Intestino
delgado
Intestino
grueso
Recto
Ano
un diagrama esquematico
del sistema digestivo humano
Cavidad oral, Faringe, y Esofago
• En la cavidad bucal, el alimento se lubrica y
comienza la digestión.
• Los dientes mastican(cortan, muelen y trituran)
el alimento en partículas más pequeñas que se
exponen a la amilasa salival, iniciando la ruptura
de los polímeros de la glucosa.
Bolus of food
Tongue
Epiglottis
up
Epiglottis
up
Pharynx
Glottis
Larynx
Trachea
Glottis
down
and open
Esophageal
sphincter
contracted
Epiglottis
down
Esophagus
Glottis up
and closed
Esophageal
sphincter
relaxed
Esophageal
sphincter
contracted
Relaxed
muscles
To lungs To stomach
La región que llamamos garganta es la faringe,
una cavidad que se abre en el esófago y la
tráquea
El alimento pasa de la faringe al esófago, tubo
muscular que lleva el bolo alimenticio al
estómago por movimientos peristálticos
Contracted
muscles
Relaxed
muscles
Stomach
El Estomago
• El estómago almacena el alimento y secreta el
jugo gástrico, que lo degrada
• El jugo gástrico se compone de moco, ácido
clorhidrico (HCl) y de la enzima pepsina.
• La pepsina se secreta como pepsinógeno
inactivo; se activa la pepsina cuando está
mezclada con el ácido clorhidrico.
• El estomago mezcla la comida con los jugos
gastricos , formando el quimo acido
Células de las glándulas gástricas
(Estomago)
• Las células de la mucosa secretan moco, el cual
lubrica y protege las células que cubren el
estómago.
• Las células parietales secretan acido clohidrico
(HCl).
• Las células principales secretan pepsinogeno,
una forma inactiva de la enzima digestiva
pepsina.
Esophagus
Cardiac orifice
Stomach
5 µm
Pyloric sphincter
Superficie interna del estomago
Intestino
delgado
Folds of
epithelial
tissue
Epitelio
Pepsinogeno
Glandula gastrica
Pepsina
(Enzima activa)
HCl
Pepsinogen and HCl
are secreted into the
lumen of the stomach.
HCl converts
pepsinogen to pepsin.
Pepsin then activates
more pepsinogen,
starting a chain
reaction. Pepsin
begins the chemical
digestion of proteins.
Celulas de la mucosa
Celulas principales
Celulas parietales
Celulas
principales
Celulas parietales
Las úlceras gástricas (lesiones en la pared estomacal), son
causadas principalmente por la bacteria Heliobacter pylori
Bacteria
1 µm
Capa de moco
del estomago
El intestino delgado
• El intestino delgado es la sección más larga del
canal alimenticio.
• Es el principal órgano de la digestión quimica y
de la absorción de los nutrientes.
Accion enzimatica en el Intestino Delgado
• la primera porción del intestino delgado es el
duodeno, donde el quimo ácido proveniente del
estómago se mezcla con los jugos digestivos del
páncreas (enzimas digestivas), de la vesícula
biliar (bilis, del hígado) y de las enzimas de la
pared intestinal.
• Es el órgano principal de la digestión y de la
absorción
• El pancreas produce enzimas digestivas y
solucion rica en bicarbonato (para neutralizar el
quimo acido).
• El higado produce bilis (actua sobre grasas)
Higado
Bilis
Vesicula
biliar
Estomago
Acid chyme
Intestinal
juice
Pancreas
Duodeno de
intestino delgado
El páncreas produce las proteasas,
enzimas que digieren proteína que se
activan después de entrar en el
duodeno
LE 41-20
Pancreas
Membrane-bound
enteropeptidase
Inactive
trypsinogen
Other inactive
proteases
Lumen of duodenum
Trypsin
Active
proteases
• El hígado produce la bilis, que ayuda en la
digestión y la absorción de grasas.
• La capa epitelial del duodeno, llamada borde en
cepillo, produce varias enzimas digestivas.
• La digestión enzimática es completada mientras
que la peristalsis mueve el quimo acido y los
jugos digestivos a lo largo del pequeño intestino.
Carbohydrate digestion
Oral cavity,
pharynx,
esophagus
Protein digestion
Nucleic acid digestion
Fat digestion
Polysaccharides Disaccharides
Salivary amylase
Smaller polysaccharides, maltose
Stomach
Proteins
Pepsin
Small polypeptides
Lumen of
small intestine
Polysaccharides
Pancreatic amylases
Polypeptides
Pancreatic trypsin
and chymotrypsin
DNA, RNA
Pancreatic
nucleases
Maltose and other
disaccharides
Nucleotides
Pancreatic carboxypeptidase
Pancreatic lipase
Amino acids
Disaccharidases
Monosaccharides
Bile salts
Fat droplets
Smaller polypeptides
Epithelium
of small
intestine
(brush
border)
Fat globules
Glycerol, fatty
acids, glycerides
Small peptides
Nucleotidases
Dipeptidases, carboxypeptidase, and
aminopeptidase
Nucleosides
Amino acids
Nucleosidases
and phosphatases
Nitrogenous bases,
sugars, phosphates
clave
Liver
Estimulacion
Enterogastrone
Inhibicion
Gallbladder
Gastrin
CCK
Stomach
Pancreas
Secretin
Duodenum
CCK
Las hormonas ayudan a coordinar la secreción de jugos digestivos en el tubo
digestivo
Absorcion de Nutrientes
• El intestino delgado tiene una superficie enorme,
debido a las vellosidades y las microvellosidades
que se exponen al lumen intestinal
• La enorme superficie de las microvellosidades
aumentan grandemente el índice de absorción de
nutrientes
• Cada vellosidad contiene una red de los vasos
sanguíneos y un pequeño vaso linfático.
Key
Vein carrying blood
to hepatic portal
vessel
Nutrient
absorption
Microvilli
(brush border)
Blood
capillaries
Epithelial
cells
Muscle layers
Epithelial cells
Large
circular
folds
Villi
Lacteal
Villi
Intestinal wall
Lymph
vessel
Fat globule
Bile salts
Fat droplets
coated with
bile salts
Micelles made
up of fatty acids,
monoglycerides,
and bile salts
Epithelium
of small
intestine
Epithelium
of lacteal
Lacteal
• Los aminoácidos y los azúcares pasan
a través del epitelio del intestino y
entran en la circulación sanguínea.
• Después que el glicerol y ácidos
grasos son absorbidos por las células
epiteliales, ellos se recombinan
dando las grasas dentro de estas
células.
• Estas grasas se mezclan con
colesterol y se unen con la proteína,
formando las moléculas llamadas los
quilomicrones, que se transportan en
sangre.
El intestino grueso
• El intestino grueso,o colon, esta conectado al
intestino delgado
• Su principal funcion es absorber agua del canal
alimenticio.
• A medida que van perdiendo agua los restos de
alimento se vuelven mas solidos a medida que
son llevados por el colon con movimientos
peristalticos
• Los productos de desecho de la digestion , las
heces , pasan a traves del recto salen via ano
El colon es habitado por la bacteria Escherichia coli,
produce vitaminas(biotina, acido folico, vitaminas del
complejo B y vitamina K)
Adaptaciones del estomago e Intestino
• Los mamiferos herbivoros generalmente tienen canal alimenticio
mas largo que los carnivoros, reflejando el mayor tiempo necesario
para la digestion de los vegetales.
Small intestine
Stomach
Small
intestine
ciego
Colon
(large
intestine)
Carnivoro
Herbivoro
Mamiferos
herbivoros
(caballos,elefantes)
mantienen
microbios que
digieren celulosa en
el colon o en un
ciego grande
Adaptaciones Simbioticas
•
Muchos herbívoros tienen cámaras de fermentación, donde microorganismos simbiontes
digieren celulosa
•
La mas elaborada adaptación para la dieta de un herbívoro se da en los mamíferos rumiantes.
•
El estomago tiene 4 cámaras
Intestine Rumen
1.Rumen (procariotes y
protistas)
2.Retículo (procariotes y
protistas) regurgita
3.Omaso o libro (absorbe
agua)
4.Abomaso o cuajar(enzimas
propias completan digestión)
Reticulum
Abomasum
Esophagus
Omasum
Amino Acidos Esenciales
• Los animales requieren 20 aminoácidos y pueden
sintetizar la mitad de las moléculas en su dieta
• Los aminoácidos restantes, los aminoácidos
esenciales, se deben obtener del alimento en la
dieta
• Malnutrición es mucho más común que la
desnutrición en poblaciones humanas
• Una dieta que provee insuficiente
aminoacidos esenciales causa deficiencia
proteica, llamada malnutricion
• La mayoría de las proteínas de plantas son
incompletas en reunir aminoácidos.
• Los individuos que comen solamente las
proteínas de plantas necesitan comer una
variedad para conseguir todos los aminoácidos
esenciales .
• Los herbívoros pueden sufrir deficiencias
minerales si pastan en donde plantas crecen en
suelos que carecen de los minerales dominantes
Para adultos, aminoacidos esenciales
Metionina
Valina
Treonina
Fenilalanina
Leucina
Maíz
y otros granos
Isoleucina
Triptofano
Lisina
Habas y
otras legumbres
Algunos animales tienen adaptaciones que les ayuden
con los períodos en que sus cuerpos exigen cantidades
extraordinarias de proteína
Acidos Grasos Esenciales
• Los animales pueden sintetizar la mayor parte de los
ácidos grasos que necesitan.
• Los ácidos grasos esenciales son ciertos ácidos grasos
insaturados Ej: acido linoleico.
• Las deficiencias de ácidos grasos saturados son rara.
Vitaminas
• Vitaminas son moleculas organicas requeridas en la dieta
en pequeñas cantidades.
• 13 vitaminas esenciales a humanos han sido identificadas.
• Vitaminas estan agrupadas en dos categorias: grasa-soluble
y agua-soluble
Minerales
Los minerales son alimentos inorgánicos simples, requeridos generalmente
en pequeñas cantidades.
HOMEOSTASIA
Termorregulación: el mantenimiento de la
temperatura interna dentro de un rango que permita a
las células funcionar de manera eficiente.
Osmorregulación: regula la concentración de solutos
disueltos y el control de la ganancia y la pérdida de
agua. Se basa principalmente en el movimiento
controlado de solutos entre los fluidos internos y el
ambiente externo.
Excreción: eliminación de desechos metabólicos que
contienen nitrógeno.
Los residuos de
nitrógeno de un
animal refleja su
filogenia y
hábitat.
El tipo y cantidad de los
productos de desecho
del animal en gran
medida puede afectar el
equilibrio del agua.
Entre los residuos más
importantes son los
productos nitrogenados :
de la degradación de las
proteínas y ácidos
nucleicos
Proteinas
Acidos nucleicos
Amino acidos
Bases nitrogenadas
—NH2
Grupos amino
La mayoría de los
animales acuáticos
,incluyendo muchos
peces
Amoniaco
Mamíferos, anfibios, Aves, insectos,
tiburones y algunos muchos reptiles,
caracoles
peces óseos.
terrestres
Urea
Ácido úrico
Amoníaco
Los animales que excretan residuos nitrogenados como el
amoniaco
necesitan
mucha
agua
Liberan amoniaco a través de la superficie del cuerpo entero o
por medio de branquias.
Urea
El hígado de los mamíferos y los anfibios adultos convierten
amonio a urea (menos tóxico, muy soluble en agua).
El sistema circulatorio lleva la urea a los riñones, donde se
excreta.
Acido úrico
Los insectos, caracoles de tierra, y muchos reptiles, incluidas las
aves, excretan principalmente el ácido úrico
El ácido úrico es en gran parte insolubles en agua y puede ser
secretado como una pasta con la pérdida de poca agua