GUÍA DE ESTUDIO Nº 3: DIGESTIÓN Profesor David Santibáñez Gómez

Resumen de contenidos:

1. El sistema digestivo y el proceso de la digestión Organización del sistema digestivo (opcional) Función de las enzimas digestivas Células especializadas en la secreción de enzimas digestivas Función de la bilis en el proceso de digestión Etapas de la digestión 2. Absorción y circulación de nutrientes La superficie de absorción intestinal El proceso de absorción en el intestino

Habilidades a desarrollar:

Informarse en diversas fuentes y realizar una síntesis jerarquizando los elementos más relevantes en un conjunto variado de contenidos; razonar en torno a una temática experimental, interpretando resultados y extrayendo conclusiones;

Investigar en documentos y comunicar la información obtenida.

1. El sistema digestivo y el proceso de la digestión

El aparato digestivo humano posee órganos que colaboran a la degradación del alimento en forma colaborativa

Actividad 1: Relación de las estructuras digestivas con su posición y función en el proceso digestivoa) Columnas pareadas: Relaciona el nº del órgano (figura 1), su nombre y su función, escribiendo las combinaciones en tu cuaderno

Nº Órgano Función

1-2 a. Páncreas I. Dirigir el bolo alimenticio hasta el estómago

3 b. Intestino grueso

II. Recibir alimentos y retenerlos mientras son molidos y mezclados con saliva

4 c. Recto III. Recibir el bolo alimenticio para ser llevado al esófago

5 d. FaringeIV. Secretar enzimas que ayudan a degradar almidón, lípidos y proteínas

6 e. Ano V. Producir bilis y almacenar glicógeno

7 f. Estómago VI. Absorber fundamentalmente agua y sales minerales

8 g. HígadoVII. Mezclar el alimento con ácido y enzimas que degradan proteínas

9 h. Cavidad bucal

VIII. Permitir la salida de restos no digeridos desde el aparato digestivo

10 i. Intestino delgado IX. Secretar saliva

11 j. Glándulas salivales

X. Secretar enzimas que ayudan a degradar péptidos y disacáridos. Absorber nutrientes

12 k. Esófago XI. Dirigir restos no digeridos hacia el ano

b) Identifica las ideas equivocadas respecto a la función de algunas estructuras digestivas. Fundamenta tu decisión en tu cuaderno

1) La saliva posee enzimas digestivas

Figura 1. Organización general del aparato digestivo humano

2) El hígado puede utilizarse para almacenar alcohol 3) Los riñones están conectados con el intestino grueso 4) El esófago es un órgano hueco, es decir, posee lumen 5) El intestino delgado y el grueso poseen la misma función 6) La mayor parte de la digestión se produce en el estómago 7) La mayor parte de los dientes sirven para triturar el alimento 8) El origen de la orina es totalmente distinto al de los excrementos 9) Hay dientes para cortar, otros para triturar y otros para desgarrar 10) La faringe es una estructura que está conectada con los pulmones 11) El intestino es un órgano que puede medir más de 7 metros de largo 12) El vaso sanguíneo entre el intestino y el hígado se llama vena hepática 13) El alimento digerido pasa por el páncreas a la altura del intestino delgado 14) Los excrementos están formados fundamentalmente por microorganismos 15) El órgano digestivo que está conectado con los vasos sanguíneos es el intestino 16) Se pueden almacenar algunos alimentos en el estómago en caso de ser necesario 17) En las células de los órganos digestivos hay enzimas que no sirven para la digestión 18) Los labios sirven para que el alimento no se caiga mientras es molido por los dientes 19) El estómago posee mecanismos para saber si el alimento que ingresa tiene muchas proteínas 20) Los azúcares consumidos pasan por el estómago, luego por el hígado y a continuación, por la sangre 21) Una molécula de azúcar que está dentro del intestino delgado solo puede seguir hacia el intestino grueso 22) La superficie extendida de las microvellosidades del intestino delgado es superior a la superficie de la sala 23) El ambiente interno del inicio del intestino delgado es básico para neutralizar los ácidos provenientes del estómago 24) Los movimientos musculares del tubo digestivo permiten romper los enlaces entre las moléculas que se degradan

Tabla de autoevaluación (para después de puesta en común)Respuestas correctas Porcentaje Conclusión

24 100% Felicitaciones. Eres un experto sobre las funciones generales del aparato digestivo. No tienes necesidad de estudiar sobre este tema para el control

21 - 23 88% – 96% Muy bien. Prácticamente sabes todo lo necesario para dar inicio a la unidad. Aparentemente habían un par de ideas que no tenías muy claro

18 - 20 75% - 83% Bastante bien, pero ignoras algunos aspectos sobre órganos específicos. Bastaría con revisar un poco en algún libro o en los enlaces de biocarampangue

15 - 17 61% - 71% Sabes lo justo y necesario para aprobar. Parece que no recuerdas mucho de este tema visto en 5º básico. Sería bueno leer el capítulo 45 de la Biología de Solomon (en biblioteca)

10 - 14 42% - 58% Estas a pasos de aprobar. Es necesario que pongas mucha atención en clases y estudies con fuentes extra: la lectura del capítulo 45 de la Biología de Solomon es obligatoria

0 - 9 0% - 38% Avísale al profesor, para idear una estrategia

c) Investiga la función específica de cada una de las capas del tubo digestivo, que aparecen en la figura 2 y construye un esquema que te sirva para aprenderlo y estudiarlo

d) Mediante flechas, marca en la figura 1 el recorrido que sigue el alimento desde la boca hasta el ano. Anota en tu cuaderno la secuencia de estructuras por las que el alimento atraviesa

Por mucho tiempo, no hubo acuerdo entre los científicos sobre la naturaleza de la digestión

Uno de los problemas más difundidos entre los fisiólogos del siglo XVII era el mecanismo que permitía la digestión de los alimentos. Básicamente, se discutía si la digestión de los alimentos era un proceso mecánico o químico. Para quienes querían encontrar

Figura 2. Esquema que muestra las capas del intestino delgado: mucosa, submucosa, muscular (circular y longitudinal) y serosa. Esta organización es la misma en todo el tubo digestivo, desde el esófago, hasta el intestino grueso

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explicaciones mecánicas a todos los fenómenos del cuerpo humano, la trituración de los alimentos era el proceso más importante de la digestión. Para los que pensaban que los fenómenos químicos prevalecían, debía existir “algo” que digiriera los alimentos.

En 1752, un físico francés, René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) hizo tragar a un halcón unos cilindros metálicos que estaban cubiertos en ambos extremos con una tela, también metálica, y que contenían carne en su interior. Réaumur esperó a que el halcón regurgitara los cilindros y pudo comprobar su hipótesis: la carne estaba parcialmente disuelta. Esto indicaba que no había sido afectada por un proceso mecánico pues los cilindros estaban intactos. En otro experimento, hizo tragar al halcón una pequeña esponja y así, al ser regurgitada, obtuvo jugos gástricos. Con estos jugos pudo disolver la carne. Estos resultados no descartaban sin embargo que los músculos ejercieran un tipo de acción mecánica. En ambas posturas, la de la prevalencia de los procesos químicos y la de los procesos mecánicos, se consideraba que la digestión ocurría solo en el estómago.

Lázaro Spallanzani (1729-1799), quien sería protagonista de una célebre disputa sobre la generación espontánea, retomó los experimentos de Réaumur y los repitió de manera más amplia. Estudió la digestión realizando experimentos con animales y sobre su mismo cuerpo, provocándose vómitos en ayunas para obtener sus propios jugos gástricos. Comprobó así que el jugo gástrico es el agente responsable de la transformación de los alimentos. Spallanzani no llegó a determinar que estos jugos eran de naturaleza ácida; pensaba que la acidez se debía a un estado patológico.

En 1822, el médico militar norteamericano William Beaumont (1783-1853), tuvo la oportunidad de curar a St Martin, un joven trampero canadiense, que fue herido accidentalmente de un disparo en el estómago. Beaumont, por aquellas fechas cirujano del ejército de los Estados Unidos, en Fort Mackinac, Michigan, consiguió devolver la salud a St Martin. No obstante, parte del estómago de éste quedó fuera de su abdomen, cubierto tan sólo por un pliegue de piel que era fácil de levantar. De esta forma, Beaumont pudo observar el proceso digestivo y fue el primero en obtener muestras del contenido gástrico en diversas fases de la digestión. Distribuyó porciones de estas muestras entre médicos y fisiólogos de todo el mundo para ulteriores estudios. Sus observaciones y experimentos, publicados en 1833, se consideran la mayor contribución individual al conocimiento de la digestión gástrica, y condujeron a nuevas investigaciones sobre animales cuyos estómagos eran puestos al descubierto deliberadamente. St Martin sobrevivió a esta dura prueba y vivió hasta una edad avanzada. Entretanto, se había avanzado bastante en el conocimiento de la digestión, de los órganos en los que ocurre y de las sustancias que participan en el proceso.

Entre los científicos que participaron en estas investigaciones se encuentra Theodor Schwann (1810-1882) quien, años más tarde, participaría en las investigaciones que definirían la estructura de la célula. Schwann descubrió la pepsina y las investigaciones siguieron con Claude Bernard (1813-1878) quien demostró que la digestión no se realiza en su totalidad en el estómago.

Actividad 2 (optativa): Haciendo epistemología La epistemología es el estudio de los fundamentos del conocimiento científico. En este caso, se trata del conocimiento en

torno a un fenómeno muy rutinario: digerir los alimentos. Habían dos posturas, aparentemente contrapuestas, que terminaron siendo complementarias. En torno a este problema, resuelve las siguientes preguntas.a) ¿Cuáles eran las dos posturas contrapuestas? ¿Por qué terminaron siendo complementarias?b) Considerando tu propia “experiencia digestiva” ¿qué evidencias apoyarían cada una de las dos explicaciones?c) ¿Qué otro fenómeno que ocurre en tu cuerpo se podría explicar de formas diferentes?

En el proceso digestivo actúan enzimas que facilitan la degradación de los alimentos

En definitiva, la digestión es un proceso mecánico y químico.Mecánico en la medida que es necesario moler y mezclar el alimento para dejarlo disponible para las enzimas digestivas.

Estas últimas son precisamente el componente químico fundamental de la digestión. Sin su mediación, la digestión sería un proceso extraordinariamente lento y poco eficiente. Existe una gran diversidad de enzimas digestivas, las que son específicas para cada tipo de nutriente. Por ejemplo, las proteasas son enzimas que colaboran en la degradación de proteínas. Esta misma proteasa debiera ser incapaz de degradar polisacáridos.

Por otro lado, en el organismo existen condiciones de temperatura, pH y concentración que favorecen la actividad de cada tipo de enzima. Si se reprodujeran tales condiciones externamente, debería poder probarse una eficiencia específica para cada enzima.

Precisamente, en la siguiente actividad deberás resolver un nuevo problema en el laboratorio: ¿pueden averiguarse las condiciones ideales para la actividad de una enzima in vitro (o sea, fuera del organismo)?

Actividad 3: Trabajo práctico 1: Estudiando la actividad de las enzimas de la saliva humana

Separarse en grupos de 4 integrantes, delegando las tareas de coordinador, responsable de materiales, apuntador y cronometrador En este trabajo de laboratorio se les entrega la pregunta de investigación y el método. Falta todo lo demás. Obtengan la saliva de un compañero con la boca limpia, sin restos de comida. Acumulen 4 ml utilizando un vaso precipitado Cada grupo debe disponer de una gradilla con 8 tubos de ensayo, los que deben rotularse y luego prepararse según la tabla 1. ES MUY IMPORTANTE QUE TODO EL GRUPO COMPRENDA LA FUNCIÓN EXPERIMENTAL DE CADA UNO DE LOS TUBOS

Tabla 1Tubo Procedimientos Resultados*

3

Saliva Agua Solución dealmidón

Solución desacarosa

Solución de glucosa Temperatura Presencia de

almidónPresencia de

glucosa1 1 ml 20 ºC2 1 ml 1 ml 4 ºC3 1 ml 1 ml 20 ºC4 1 ml 1 ml 60 ºC5 1 ml 1 ml 20 ºC6 1 ml 1 ml 20 ºC7 1 ml 1 ml 20 ºC8 1 ml 1 ml 20 ºC

* Mucho: +++ Bastante: ++ Poco: + Nada: 0

Incubar los tubos a la temperatura señalada durante 20 minutos. En el intervalo, escribir objetivos e hipótesis A cada tubo deben retirarle 0,5 ml con ayuda de un gotario. Este pequeño volumen debe combinarse con 1 ml de lugol, sobre un

vidrio reloj. Observar y revisar la presencia de almidón: si hay almidón, el lugol, que es de color café oscuro, provocará una leve coloración morada en la muestra. Repetir con cada tubo. Anotar los resultados en la tabla 1

Agregar 1 ml de Fehling A y 1 ml de Fehling B a cada tubo (donde debería mantenerse 1,5 ml de la preparación original) Someter a todos los tubos a baño María hasta 5 minutos después del hervor. Los tubos se vuelven a poner en la gradilla y se estudian con un fondo blanco para revisar la presencia de glucosa. Si hay glucosa,

el color de la muestra se volverá anaranjado, especialmente en el fondo. Si no, se mantendrá azul. Anotar los resultados en la tabla 1 Lavar y secar todos los tubos y demás material utilizado. Devolver todo como se recibió Plazo de entrega del informe: 1 semana

Las enzimas digestivas son específicas y requieren de ciertas condiciones para su acción

Antes que todo, debes tener claro que la mayoría de las enzimas del organismo NO son digestivas. Sin embargo, todas las enzimas que se estudian en el contexto de esta unidad, si lo son.

Cada una de las enzimas digestivas es una proteína producida por células de alguno de los órganos del aparato digestivo. Como cualquier otra proteína, son moléculas complejas, de una gran diversidad de formas y tamaños. Además, tal como lo comprobaste en el laboratorio, funcionan mejor bajo ciertas condiciones.

Otra característica en común que poseen las enzimas digestivas, es que son específicas, vale decir, sólo reconocen un sustrato sobre el cual actúan. Si bien todas las enzimas digestivas colaboran en la degradación de moléculas de función, cada una lo hace mediante un mecanismo de acción particular.

Actividad 3: Interpretando el mecanismo de acción de las enzimas digestivasEn las figuras 3 y 4 se esquematizan los mecanismos de acción de dos enzimas digestivas muy relacionadas: la amilasa

salival y la maltasa. En base al análisis de las figuras, contesta las siguientes preguntas.

Figura 3 (izq.) y 4 (arriba). Esquemas de mecanismos de acción de dos enzimas digestivas: amilasa y maltasa, las que ayudan a degradar almidón y maltosa, respectivamente

Preguntas de la actividad 3:a) ¿Los cambios mostrados serían cambios físicos o cambios químicos?b) Si una enzima ya se usó, ¿podrá reutilizarse? Argumenta a partir del esquemac) ¿Qué importancia parece tener el sitio con que la enzima se une al almidón o a la maltosa?d) En el esquema de la amilasa aparecen anotados una temperatura y un pH ¿Por qué crees que se mencionan tales variables?e) ¿Afectará la concentración de la enzima en la rapidez con que un sustrato se transforma en las moléculas que lo conforman?f) ¿Qué rol parece jugar el agua en la degradación del almidón? Define “enzima hidrolítica”g) ¿Qué te parece más “caro” desde el punto de vista energético: “armar” moléculas de almidón o “romperlas”? Justificah) Imagínate que eres un organismo unicelular que debe escoger entre tener amilasa o maltasa. No se pueden tener ambas. ¿Cuál

escogerías? ¿Por qué?

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Actividad 4: Interpretando un resumen de las enzimas digestivas humanas

Cada sección del aparato digestivo produce enzimas digestivas específicas. No solo son específicas en cuanto al sustrato que reconocen, sino también en cuanto al pH al que actúan. A partir del siguiente cuadro resumen, debes realizar dos tareas:a) Completar las dos columnas que están vacías: el nutriente producto que surge tras la degradación catalizada por cada enzima y el

lugar o sector del aparato digestivo en que debería ocurrir cada una de las etapas señaladasb) Identificar las 3 afirmaciones que son correctas (), las 3 que son falsas () y las 3 que no se pueden conocer a partir de la

información entregada por la tabla o datos previos () La mayor parte de las enzimas digestivas son las proteasas La mucosa digestiva produce varios tipos de enzimas distintas Las disacaridasas son más útiles en el intestino que en la boca La amilasa puede funcionar a pH neutro o pH ligeramente básico El estómago es un órgano imprescindible para degradar proteínas Cada órgano digestivo se encarga de un tipo de nutriente en particular Cuando uno tiene fiebre, las enzimas deberían trabajar mucho más rápido Los datos sobre temperatura son coherentes con los registrados en el laboratorio El páncreas es el órgano digestivo que puede almacenar mayor variedad de nutrientes

Jugo digestivo Secretado por... Enzima pH T ºC Nutriente sustrato

Nutriente producto Lugar

Saliva (1-2 l/día)

Glándulas salivares amilasa 7,0 25-37º almidón

Jugo gástrico(1,5-3,5 l/día)

Glándulas de la pared estomacal proteasa (pepsina) 1,0 25-37º proteínas

Jugo pancreático(1,5-3,5 l/día) Páncreas

amilasa proteasa (tripsina) lipasa

8 25-37ºalmidón proteínas lípidos

Jugo intestinal(1-2 l/día)

Células de la pared del intestino delgado

proteasasdisacaridasas 8 25-37º

proteínaspéptidosdisacáridos

Las células de los órganos digestivos poseen especializaciones para cumplir su función

Como sucede con cualquier órgano del cuerpo, las células de la mucosa digestiva y de las glándulas anexas poseen estructuras y modificaciones que les permiten realizar eficientemente sus tareas. Si bien existen diferencias en la forma y tamaño, todas estas células comparten características. Quizás la más importante, es que están dispuestas en torno a un lumen, hacia el cual vacían o descargan sus secreciones, tal como se ejemplifica en el esquema del páncreas, de la figura 5.

En la siguiente actividad deberás resolver otras características propias de las células digestivas.

Actividad 5: Deduciendo el rol de las especializaciones en una célula digestiva

El dibujo de la figura 6 corresponde a una célula de un acino pancreático. Tus tareas son:

Figura 5. Esquema del páncreas, mostrando disposición de células en torno a un lumen

Figura 6. Dibujo de una célula acinar pancreática

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a) rotularla, haciendo uso de todos tus conocimientos sobre célula Ennegrece un círculo por cada estructura que reconozcas (el máximo es 10): OOOOOOOOOO

b) indicar la posición del lumen y la base de la célulac) justificar la presencia de cada una de las estructuras que reconociste. d) inducir cuáles de las estructuras identificadas son específicas de las células que secretan enzimase) investigar en internet la estructura de una célula de la glándula salival o del intestino, para poder confirmar tus conclusiones

La bilis no posee enzimas, pero es parte fundamental de la digestión intestinal

En la actividad anterior pudiste revisar la estructura de las células secretoras de enzimas digestivas, presentes en casi todos los órganos digestivos.

La vesícula biliar es un órgano del aparato digestivo, que tiene aspecto de glándula exocrina, pero no produce, ni secreta enzimas. En cambio, almacena y secreta bilis, líquido con un rol fundamental en la digestión humana. Para poder dimensionar el papel de la vesícula biliar, se esquematiza su estructura y entorno en la figura 7, mientras que en la siguiente actividad, tendrás la posibilidad de inducir tú mismo(a) la función de la bilis.

En la misma figura 7, las flechas indican los sitios en que se alojan generalmente los cálculos biliares. Éstos son depósitos de cristales formados principalmente por colesterol y sales de calcio, que se origina cuando se altera el delicado equilibrio en las concentraciones relativas de los componentes de la bilis.

Los cálculos biliares son una de las patologías más frecuentes entre las mujeres chilenas. La mayoría de las veces no causan ningún síntoma ni molestia, eliminándose a través del intestino. Cuando bloquean el conducto biliar, causan dolor abdominal. En tal caso, el problema puede solucionarse con una dieta baja en grasas. En el peor de los casos, se debe recurrir a una intervención quirúrgica.

El mejor método actual para diagnosticar cálculos biliares es la ecografía, la misma técnica que se utiliza con las madres embarazadas, para conocer la salud de su hijo que está en camino.

Actividad 6: Descubriendo el rol de la bilis

Estudia con detención las tres etapas del siguiente experimento para probar el rol de la bilis Concluye a partir de los resultados Justifica los tratamientos realizados ¿Hay alguno de más? ¿Hay algún tratamiento que falta?

Figura 8. Experimento sobre rol de la bilis

La digestión ocurre en varias etapas

Figura 7. Vesícula biliar y entorno

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Tras analizar varios aspectos de la digestión humana, uno de las características que debería resaltar es el hecho que es un proceso de varias fases, en el que los productos se van obteniendo progresivamente. En la siguiente actividad, deberás revisar de qué manera se van modificando los alimentos ingeridos por un animal de laboratorio. Si tu análisis es acertado, descubrirás además, un nuevo ámbito del proceso digestivo.

Actividad 7: La digestión es más que degradar

A una rata se le alimenta según lo señalado en la tabla 1:

En la tabla 2 se resumen los resultados obtenidos al analizar la presencia de distintos nutrientes a lo largo del tubo digestivo de la rata. Tu tarea es interpretar lo sucedido en cada fase de la digestión.

Tabla 2. Resultados del análisis de nutrientes en distintos sectores del tubo digestivo

Moléculas Tamaño de la molécula Presencia en la boca Presencia en el

estómagoPresencia en el

intestino delgadoPresencia en el

rectoAlmidón 40 nm +++ ++ Trazas* 0Glucosa 1,2 nm Trazas + +++ 0Proteínas 76 nm +++ ++ + TrazasPéptidos 1 nm 0 + + 0Aminoácidos - 0 0 +++ 0Lípidos 4 nm +++ +++ Trazas TrazasÁcidos grasos - 0 0 +++ 0Fibras 12 a 30 nm ++ ++ ++ ++

Aspecto de la mezcla sólido líquido homogéneo líquido sólido

a) Para ordenar la información, completa la siguiente tabla. Marca con una cruz el casillero correspondiente si detectas que el nutriente es degradado en esa porción del tubo digestivo.

b) Explica lo sucedido con los nutrientes en el intestino y el recto. ¿Cuál es el “nuevo” aspecto de la digestión que se puede concluir tras analizar este experimento?

c) ¿Qué tiene que ver el tamaño de la molécula con su avance a través del intestino?d) Se publicita que los alimentos con fibras son nutritivos. ¿Sería correcto? Justifica

2. Absorción y circulación de nutrientes

El proceso de absorción requiere de una gran superficie de intercambio

EI intestino delgado no sólo es el principal lugar donde se efectúa la digestión química, también es el principal sitio de absorción de nutrientes a la sangre. El intestino delgado tiene numerosos pliegues y proyecciones gracias a los cuales posee un área superficial interna unas 600 veces mayor que las de un tubo liso de la misma Iongitud. Diminutas proyecciones cilíndricas llamadas vellosidades cubren toda la superficie plegada de la pared intestinal. Las vellosidades, cuya longitud varía entre 0,5 y 1,5 milímetros, hacen que a simple vista el revestimiento intestinal tenga un aspecto aterciopelado, y oscilan suavemente en el alimento degradado que pasa por el intestino. Este movimiento aumenta su exposición a las moléculas que han de digerirse y absorberse. Además, cada célula individual de las vellosidades tiene un borde de proyecciones microscópicas llamadas microvellosidades. En conjunto, estas especializaciones del intestino delgado se extienden en un área superficial de unos 250 metros cuadrados (casi el tamaño de una cancha de tenis para dobles). Ver figura 9.

Contracciones no sincronizadas de los músculos circulares del intestino, llamadas movimientos de segmentación, revuelven alimento degradado hacia atrás y adelante y hacen que los nutrientes entren en contacto con la superficie absorbente del intestino delgado. Cuando ya no hay más que absorber, ondas peristálticas coordinadas llevan el residuo al intestino grueso.

Tabla 1. Alimentos consumidos por una rata de laboratorioAlimento consumido Cantidad (gramos)Almidón 14Caseína (proteína de la leche) 4Aceite vegetal 1,2Sales minerales 0,7Vitaminas 0,1Agua 60

Carbohidratos Lípidos ProteínasFase bucalFase gástricaFase intestinal

7

Figura 9. (a) izquierda, micrografía de las vellosidades intestinales, mostrando el detalle de la parte superior de una vellosidad. (b) izq. abajo, micrografía de mayor aumento, en que se ven más claramente las células de la mucosa intestinal (flechas amarillas) y el ribete en cepillo formado por microvellosidades (flechas azules). (c) abajo, dibujo esquemático de una célula intestinal, mostrando sus microvellosidades

Actividad 8: Examinando la superficie intestinal

Analiza la siguiente tabla y responde las preguntas:

a) ¿Cómo te las ingeniarías para demostrarle a una persona escéptica, que efectivamente algo microscópico puede tener una superficie de muchos metros cuadrados?

b) ¿Por qué es importante considerar el espesor de la pared intestinal hasta el capilar sanguíneo?

c) Identifica a qué correspondería la imagen de la figura 10 (anota el nombre en el espacio bajo la foto)

La absorción requiere de una estrecha relación entre el tejido intestinal y los vasos sanguíneos

En la figura 11 se puede apreciar la organización de los vasos sanguíneos por debajo de la capa de epitelio intestinal. De hecho, los vasos

Vellosidades Microvellosidades Espesor de la pared intestinal hasta el capilar sanguíneoNúmero Superficie

total Número Superficie total

10.000.000 20 m2 2000 por célula 250-400 m2 40 – 45 μm

Figura 10.

8

capilares sanguíneos y linfáticos son parte estructural de la submucosa, tal como aparece en la figura 2. Todos los nutrientes que reciben las células del organismo provienen de los vasos que los intercambian a nivel intestinal. El problema es que el intestino es un órgano extremadamente largo (7 metros), por lo que se requiere de un sistema de vasos muy eficiente para llevar todos estos nutrientes en forma regulada.

Actividad 9: Analizando el sistema portaLos siguientes problemas tienen que ver con la figura 11 y 12,

los que debes estudiar previamente

a) Respecto a las flechas de la figura 11, indica: ¿cuál(es) está(n) en la dirección correcta? Justifica ¿cuál trae sangre proveniente de la arteria aorta? Justifica ¿cuál lleva sangre hacia el hígado? Justifica ¿cuál lleva sangre hacia la vena cava? Justifica ¿qué representa la coloración azul de las venas?

b) Utilizando lápices de colores azul y rojo, pinta los vasos sanguíneos de la figura 12, según la sangre transportada sea pobre o rica en oxígeno, respectivamente

c) Utilizando pequeños puntos, marca la presencia de nutrientes – mayor o menor - en los distintos vasos de la figura 12.

Actividad 10: Otra función del hígado

En la figura 13, se esquematiza una serie de procesos que ocurren en las células del hígado, los hepatocitos, frente a la presencia de etanol. Frente a tales mecanismos, realiza las siguientes tareas:a) Interpreta lo que hace el hepatocito con el etanol y señala qué utilidad tendráb) ¿Cómo influye la ubicación del hígado, respecto del hígado y otros órganos, para

realizar esta función?c) Investiga qué otras sustancias, además del etanol, son procesadas de forma

similar, por el hígadod) ¿Cuántas funciones conoces del hígado?

Los nutrientes son absorbidos de manera diferente en el intestino delgado

Tras hacer mediciones del contenido de aminoácidos, glucosa y lípidos a diferentes niveles del tubo digestivo, después de una comida que incluía alimentos con proteínas, carbohidratos y lípidos, se obtiene un gráfico como el de la figura 14. Al mismo tiempo, cuando se mide el contenido de glucosa y aminoácidos en la vena porta poco después de consumir almidón y proteínas, se obtiene un gráfico como el de la figura 15. Figura 13. Tratamiento del alcohol por el

hepatocito9

Figura 11. Disposición de los capilares bajo el epitelio intestinal. El vaso quilífero corresponde a un vaso linfático

Figura 12. Sistema porta hepático

Figura 14 (izq.) Cambios en las cantidades de proteínas, lípidos y glúcidos que se encuentran a distintas distancias del tubo digestivo después de una comida. Figura 15 (abajo) Contenido de glucosa y aminoácidos en la vena porta, luego de ingerir almidón y proteínas

Actividad 11. Interpretando la absorción diferencial

Tras analizar los gráficos de las figuras 14 y 15, completa las siguientes frases, anotando entre paréntesis cuál de los dos gráficos utilizaste para responder:

a) El hecho que a los 70 cm disminuya el porcentaje de nutrientes en el tubo digestivo, es señal que comenzó la _______________b) El tipo de nutriente que se absorbe con mayor rapidez es ______________________c) La concentración de aminoácidos y glucosa se puede ver alterada por mas de _____ horas tras una comidad) Los nutrientes que se absorben casi por completo a los 300 cm de la boca son ________________________________________e) Según el gráfico, el tiempo que demora el almidón y las proteínas en degradarse y llegar al hígado sería ________________ horasf) El órgano que da inicio a la absorción sería _________________________________g) Tras comer almidón, la variación en el nivel de glucosa de la vena porta es de _________________ gramos por litroActividad 12: Grasas graciosas

Mediante 7 pistas, debes concluir “¿cuál es la gracia de las grasas?”, respecto de la manera en que se absorben y distribuyen

Pista 1: En la figura 11 de esta guíaPista 2: ¿En qué parte del cuerpo están los intestinos?Pista 3: En la figura 16Pista 4: En la figura 17Pista 5: La concentración de grasas en la vena porta es muy bajaPista 6: ¿En qué parte del cuerpo se suele distribuir el tejido adiposo?Pista 7: ¿Cuál es el problema del exceso de grasas respecto de los vasos sanguíneos?

Si lo descubriste, ¡felicitaciones! Anótalo en tu cuaderno. El tipo de pensamiento que usaste para lograrlo se llama “inductivo”

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Figura 16 (izq.) Esquema del sistema linfático humano, señalando el nombre de los vasos linfáticos principales.Figura 17 (arriba) Esquema en que se detalla la relación entre los conductos linfáticos principales y las venas subclavias del sistema circulatorio sanguíneo

Actividades de evaluación final:

Preguntas abiertas:

1. ¿En qué segmentos del tubo digestivo ocurre la digestión?2. ¿Por qué se utilizará sacarosa y no glucosa en los sueros que se administran por vía intravenosa?3. ¿Por qué un lavado de estómago es eficaz en caso de intoxicación por alimentos, si se practica poco

después de la comida?4. Describe los procesos a que se ven sometidas una hamburguesa con lechuga en el interior de tu

aparato digestivo5. ¿Cómo se digieren los alimentos líquidos, si no se mastican?6. ¿Qué consecuencias tendría la extirpación del estómago o de un segmento de intestino?7. En base a la figura 1 de la guía, señala cuál es el órgano que…

a) empieza la digestión de las proteínasb) absorbe los nutrientes resultantes de la digestiónc) secreta el jugo pancreáticod) recibe el jugo pancreáticoe) tiene un pH ácidof) secreta bilis

Preguntas de selección única:

1. A algunas personas enfermas, incapaces de alimentarse, se les nutre mediante suero. El suero es básicamente una mezcla de agua con sustancias nutritivas que se incorporan directamente a la sangre del paciente. ¿Qué condición deberían tener necesariamente estas sustancias nutritivas para poder ser utilizadas por el paciente?:

a) Ser moléculas de alto peso molecularb) Ser moléculas permeables por membranac) Deberían ser enzimas digestivasd) Deberían ser proteínas en generale) Ser moléculas insolubles en agua

Las siguientes dos preguntas se refieren al Gráfico 1, el cual muestra las variaciones en cantidad de dos sustancias a través del tiempo. Este gráfico refleja los resultados del siguiente experimento: Se puso una pequeña miga de pan y un poco de saliva en un tubo de ensayo. Se midió la cantidad de las sustancias A y B dentro del tubo, cada 5 minutos. Entre cada medición, se procedió a realizar una pequeña agitación.

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2. ¿A qué podrían corresponder las sustancias A y B?:

a) Almidón y maltosa, respectivamenteb) Maltosa y almidón, respectivamentec) Amilasa y maltosa, respectivamented) Almidón y glucosa, respectivamentee) Es imposible deducirlo desde este gráfico

3. Respecto al mismo Gráfico 1, ¿qué conclusión es correcta?:

a) Todo el almidón se transforma en maltosab) El único componente de la miga de pan es el almidónc) En algún momento hay tanto almidón como maltosad) La miga de pan también posee una pequeña cantidad de disacáridose) La amilasa varía notablemente su concentración a lo largo del tiempo

Las siguientes dos preguntas se refieren al Gráfico 2, que muestra los resultados del siguiente experimento: Cantidades idénticas de almidón puro, sacarosa pura (azúcar de mesa), pulpa de manzana y pulpa de papa fueron tratadas según la prueba de Fehling. El gráfico muestra la cantidad de precipitado rojizo oscuro obtenido en cada tubo de ensayo.

4. ¿Qué que reconoce la prueba de Fehling en el precipitado rojo oscuro?:

a) Almidónb) Sacarosac) Maltosad) Amilasae) Glucosa

5. ¿Qué conclusión acerca del Gráfico 2 es correcta?:a) La manzana posee grandes

cantidades de sacarosab) La papa posee muy poca

sacarosac) La sacarosa posee glucosad) El almidón no posee glucosae) Casi toda la sacarosa se

convirtió en glucosa

6. ¿Dónde ocurre la digestión humana?a) Al interior del hígadob) Al interior del tubo digestivoc) Entre la mucosa y la submucosad) En los vasos linfáticos del intestinoe) Al interior de las células de la mucosa

Problema de análisis

En un libro publican la siguiente “tabla resumen de la absorción de los nutrientes”. Acerca de este esquema, señala:a) ¿Qué aspectos del

esquema te parecen acertados?b) ¿Qué aspectos te

merecen alguna crítica? ¿Cómo lo resolverías?

Figura 18. “Tabla resumen de la absorción de los nutrientes”, para el análisis

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Bibliografía y créditos de las figurasNº de la figura (ad.= adaptado del original)

Audesirk T., G. Audesirk y B. Byers. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación 6ª Ed., México, 2003Curtis H., y N.S. Barnes. Invitación a la Biología. Ed. Médica Panamericana, S.A., 5ª Ed., España, 1995Curtis H., y N.S. Barnes. Invitación a la Biología. (CD Multimedia de la 6ª Ed. en castellano) 7, 11 (ad), 16 (ad)Fawcett D. Tratado de Histología. Editorial Interamericana – McGraw-Hill, 12ª Ed., España 1995 6, 9cGanong W. Fisiología médica. Editorial El manual moderno S.A. 15ª Ed. México, 1996Núñez S. y H. Varas Fundamentos de biología 2. Segundo año de educación media. Editorial McGraw-Hill. Chile, 1996Solomon E., L. Berg y D. Martin. Biología. Editorial McGraw-Hill Interamericana. 5ª Ed. México, 2001Unidad de Curriculum y Evaluación, Mineduc. Biología. Programa de Estudio. Primer año medio. Ministerio de Educación. Chile, 1998. 3 (ad), tablas 1 y 2, 14 (ad)

Villagra L., J. Cataldo y C. Cerda. Ciencias Naturales Biología. Editorial McGraw-Hill. Chile, 2000 18Zeta multimedia. El cuerpo humano 2.0. DK Multimedia1996 (software interactivo) 1 (ad), 17 (ad)

Pueden consultarse referencias en internet en: www.biocarampangue.dm.cl/enlaces.htm#b4

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