La digestione chimica nel sistema digerente umano

LA DIGESTIONE CHIMICA NEL SISTEMA DIGERENTE UMANO

IL CANALE ALIMENTARE:

Le parti principali: bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue, intestino crasso e ano.

Gli organi ad esso correlati: denti, lingua, ghiandole salivari, pancreas, fegato e cistifellea.

La trasformazione del cibo avviene in 4 fasi:

ingestione: l'atto del mangiare

▪ digestione: demolizione del cibo in piccole molecole:

- Demolizione meccanica: masticazione

- Demolizione chimica: idrolisi

"idrolisi": rottura dei legami chimici dei polimeri del cibo mediante l'aggiunta di acqua.

le PROTEINE vengono scisse in AMMINOACIDI

i POLISACCARIDI e i DISACCARIDI vengono scissi in MONOSACCARIDI

gli ACIDI NUCLEICI vengono scissi in NUCLEOTIDI

i GRASSI vengo scissi in GLICEROLO + ACIDI GRASSI

▪ assorbimento: le piccole sostanze nutritive passano al sangue e alla linfa

▪ eliminazione: le sostanze non digerite vengo espulse

La digestione chimica ha inizio all'interno della cavità orale.

Le ghiandole salivari secernono la saliva che contiene:

▪ glicoproteina mucosa: protegge la bocca, ammorbidisce il cibo e facilita la deglutizione

▪ lisozima: sostanza antibatterica che uccide gli eventuali microrganismi presenti nel cibo

▪ amilasi salivare: enzima digestivo che idrolizza l'amido in maltosio o destrina

▪ sostanze tampone: neutralizzano gli acidi del cibo

LO STOMACO:

Lo stomaco immagazzina temporaneamente il cibo e lo demolisce per mezzo di acidi ed enzimi.

Il bolo alimentare prende il nome di chimo. Questo organo secerne succhi gastrici composti da muco, enzimi e acidi forti. Costituito da:

▪ cellule mucose: 1)  producono il muco che lubrifica e protegge le cellule dello stomaco

secernono il fattore intrinseco, una glicoproteina che si lega alla vitamina B₁₂

(indispensabile per la produzione di globuli rossi)

possono assorbire acqua, piccoli ioni, alcool e medicine (es. aspirina)

▪ cellule parietali: secernono acido cloridrico (HCl)

▪ cellule principali: secernono pepsinogeno

INTERAZIONE TRA PEPSINOGENO, HCl E PEPSINA:

Il pepsinogeno, pepsina inattiva, e l' HCl sono secreti nella ghiandola gastrica presente nelle fossette gastriche che formano la superficie interna dello stomaco.

L' HCl acidifica il contenuto dello stomaco (pH 1-3)  uccidendo i molti microbi presenti nel cibo e converte il pepsinogeno in pepsina.

La pepsina stessa attiva altre molecole di pepsinogeno dando origine ad una reazione a catena.

Quando vediamo, annusiamo o tocchiamo del cibo vengono stimolate le ghiandole gastriche a  produrre succhi gastrici. Quando il cibo raggiunge lo stomaco, le cellule G rilasciano nel sistema circolatorio l'ormone gastrina. Questo torna nello stomaco e stimola la secrezione di succhi gastrici.

Se lo stomaco diventa troppo acido, l'acidità stessa blocca il rilascio di gastrina con una  conseguente diminuzione di secrezione di succhi gastrici.

INTESTINO TENUE:

La maggior parte della digestione delle macromolecole avviene nell'intestino tenue, dal quale le sostanze nutritive vengono poi assorbite passando nel sangue.

L'intestino tenue, lungo 6m, si estende dal piloro, sfintere che lo separa allo stomaco, alla valvola ileocecale, sfintere che lo separa dall'intestino crasso. E' formato da:

▪ duodeno: avviene gran parte della digestione

▪ digiuno:         avviene più del 90% dell'assorbimento

▪ ileo:               delle sostanze nutritive

Il contatto del chimo acido con la mucosa duodenale stimola alcune ghiandole a produrre 2 ormoni: la secretina e il CCK (colecistochinina). Gli organo bersaglio di questi ormoni sono il fegato e il  pancreas che riversano i loro secreti nel duodeno tramite il coledoco e il dotto pancreatico.

Il pancreas è stimolato a produrre una soluzione basica ricca di bicarbonato ed enzimi digestivi.

Il fegato aumenta la produzione di bile, sostanza che contiene sali biliari (tra cui la bilirubina) che  emulsiona i grassi rendendoli facilmente attaccabili da parte degli enzimi.

► Prima parte: Nel DUODENO termina la digestione chimica → Il chimo diventa chilo.

CARBOIDRATI: maltasi

saccarasi

amilasi pancreatica lattasi

amido maltosio monosaccaride

(polisaccaride)

PROTEINE:

tripsina                            amminopeptidasi

chimotripsina carbossipeptidasi

polipeptide                  polipeptidi più corti amminoacidi

ACIDI NUCLEICI:

nucleasi altri enzimi

DNA e RNA                            nucleotidi basi azotate, zuccheri, gruppi fosfati

GRASSI:

sali biliari lipasi

particelle di grasso goccioline di grassi acidi grassi + glicerolo

► Seconda parte: avviene l'assorbimento delle sostanze nutritive, ovvero meccanismo di trasporto e diffusione attraverso la barriera intestinale.

L'intestino tenue ha una superficie di 300m² e ciò è possibile grazie a diversi ripiegamenti ed estroflessioni:

▪ I VILLI sono piccole estroflessioni digitiformi presenti su larghe pliche circolari che ricoprono la parte interna dell'intestino tenue. Sono attraversati da un vaso linfatico e una rete di capillari.

▪ I microvilli sono minuscole estroflessioni presenti sulla superficie dei villi

EPITELIO INTESTINALE (poi vasi sanguigni e linfatici)

Le sostanze nutritive passano           TRASPORTO PASSIVO

attraverso i villi tramite TRASPORTO ATTIVO

POTERE CALORIFICO

Il POTERE CALORIFICO misura quanto calore produce la combustione completa di una massa unitaria, o volume unitario, di combustibile. Si misura in J/Kg per i combustibili solidi e liquidi e in J/m³  per quelli gassosi.

Anche per gli alimenti si parla di calore specifico. Infatti nel nostro corpo avviene continuamente un processo di combustione tra le sostanze nutritive e l'ossigeno dell'aria.

Il carbonio e l'idrogeno contenuti negli alimenti, reagendo con l'ossigeno che respiriamo rendono disponibile dell'energia.

Essa consente di:

▪ svolgere le funzioni vitali (il respiro, il battito del cuore),

▪ di mantenere la temperatura corporea al di sopra di quella dell'ambiente

▪ di compiere attività fisica e intellettuale.

1 cal = 4.186 J

1 J = 0.2389 cal

CALORIE DEI CARBOIDRATI: forniscono 4 Kcal per grammo (valore medio)

CALORIE DEI GRASSI: forniscono Kcal per grammo (valore medio)

CALORIE DELLE PROTEINE: forniscono 4 Kcal per grammo (valore medio)

TERMODINAMICA DEI MOTORI E DEL CORPO:

Tra il corpo umano ed i motori termodinamici ci sono differenze e similitudini.

I MOTORI TERMODINAMICI sono generalmente conosciuti come endotermici o a scoppio (quali sono quelli delle automobili) ed esotermici (quelli delle locomotive a vapore).

I citati motori usano dei combustibili (carbone, gas, benzina, eccetera) che sono tutti di origine fossile, nel senso che sono il prodotto di una degradazione o trasformazione di antiche forme di vita: piante (carbone), foraminiferi (petrolio, gas).

I motori sfruttano particolari leggi naturali o fisiche scoperte dalla Termodinamica, mediante le quali si realizzano i cosiddetti "cicli termodinamici": ciclo di Carnot, ciclo Otto e ciclo Diesel.

In base a ciò si ha che, facendo produrre a tali combustibili del calore (cioè facendoli bruciare con l'ausilio dell'ossigeno), si può trasformare tale calore in un'energia meccanica con cui far girare un "cilindro di acciaio" noto come albero motore, al quale possono poi essere collegate le ruote dei veicoli per farli muovere.

Noi mettiamo della benzina in un motore e questo crea un movimento estremamente potente (la potenza con cui si muove l'automobile). Basta non introdurre la benzina nel motore ed esso si ferma.

Adottando lo stesso schema semplificato al corpo umano vediamo molte similitudini.

Abbiamo infatti un CORPO, il corpo umano, che sta fermo e per muoversi, cioè per vivere, ha bisogno di cibo, di alimenti; sostanze che una volta appartenevano ad una specifica forma di vita: una bistecca che una volta era un pezzo di una mucca, un frutto che una volta era attaccato all'albero che lo aveva generato, una foglia di insalata che è stata strappata dal suo cespo vitale, eccetera.

Il movimento è cioè creato sempre da sostanze di origine biologica, sia che si tratti dei combustibili, sia che si tratti di alimenti.

Tale proprietà di entrambi i tipi di movimento (tecnologico oppure biologico) si esprime con un elemento comune: il calore, ovvero energia termica.

Ciò che fa muovere i motori e ciò che fa muovere i corpi animali, è infatti essenzialmente il calore .

Sia nel caso dell'alimentazione di un animale, sia nel caso dell'alimentazione di un motore, il calore è tratto dalla combustione chimica delle citate sostanze con l'ossigeno.

Vediamo infatti che la potenza di un motore dipende, oltre che da sue costanti strutturali, dal potere calorico del combustibile, cioè da quante calorie esso è capace di generare quando brucia.

Anche per gli uomini, la loro potenza, la loro capacità di agire, di muoversi dipende dalle calorie degli alimenti con cui tali animali si nutrono.