digestionLa digestión, la cual se lleva a cabo en el aparato digestivo, tracto gastrointestinal o canal alimentario, es el proceso de transformación de los alimentos, previamente ingeridos, en sustancias más sencillas para ser absorbidos. La digestión ocurre tanto en los organismos pluricelulares como en las células. En este proceso participan diferentes tipos de enzimas. En el cuerpo humano, es el proceso en que los alimentos, al pasar por el sistema digestivo, son transformados en nutrientes necesarios para su buen funcionamiento.

El sistema o aparato digestivo,es muy importante en la digestión ya que los organismos heterótrofos dependen de fuentes externas de materias primas y energía para crecimiento, mantenimiento y funcionamiento. El alimento se emplea para generar y reparar tejidos y obtención de energía. Los organismos autótrofos (las plantas, organismos fotosintéticos), por el contrario, captan la energía lumínica (luz) y la transforman en energía química, utilizable por los animales.

En cada paso de la conversión energética de un nivel a otro hay una pérdida de materia y energía utilizable asociada a la mantención de tejidos y también a la degradación del alimento en partículas más pequeñas, que después se reconstituirán en moléculas tisulares más complejas.

La digestión en los animales y algunas plantas, ocurre a niveles multicelular, celular y subcelular. El aparato digestivo, como un todo es un tubo con un solo sentido, con órganos accesorios como el hígado, la vesícula biliar y el páncreas, que asisten en el proceso químico involucrado en la digestión. La digestión, usualmente está dividida en procesos mecánicos, para reducir el tamaño de los alimentos y en una acción química para reducir adicionalmente el tamaño de las partículas y prepararlas para la absorción. En la mayoría de los vertebrados, la digestión es un proceso de varias etapas en el sistema digestivo, siguiendo a la ingestión de la materia prima, casi siempre otros organismos. El proceso de ingestión, usualmente involucra algún tipo de procesamiento mecánico o químico.

La digestión está dividida en cuatro procesos separados:

1.- Ingestión: Entrada de alimento al aparato digestivo.

2.- Digestión propiamente dicha: Conversión de los alimentos en nutrientes. Implica procesos mecánicos y químicos.

3.- Absorción: Movimiento de los nutrientes desde el sistema digestivo hasta los capilares circulatorioslinfáticos.

4.- Egestión o defecación: Remoción de materiales no digeridos del tracto digestivo a través de la defecación o la regurgitación.

Un proceso subyacente es el movimiento muscular a través del sistema, deglución y peristaltismo.

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La digestión en los humanos.

En los humanos, la digestión empieza en la cavidad oral, donde los alimentos son masticados. La saliva es secretada en la boca, en grandes cantidades (1-1,5L/d) por tres pares de glándulas salivales (parótida, submaxilar y sublingual) y es mezclada por la lengua, con la comida masticada.

Hay dos tipos de saliva:

  • Secreción acuosa, delgada, su propósito es humedecer la comida.
  • Secreción mucosa, espesa, que contiene las enzimas ptialina o amilasa salival que hidroliza el almidón y la lisozima que desinfecta las posibles bacterias infecciosas; actúa como lubricante y causa que las partículas de alimento se mantengan pegadas unas a otras formando un bolo.

La saliva sirve para limpiar la cavidad oral y humedecer el alimento y además contiene enzimas digestivas tales como la amilasa salival, la cual ayuda en la degradación química de los polisacáridos, tales como el almidón, en disacáridos tales como la maltosa. También contiene mucina, una glicoproteína la cual ayuda a ablandar los alimentos en el bolo.

Al tragar, se transporta la comida masticada hasta el esófago, pasando a través de la orofaringe y la hipofaringe. El mecanismo para tragar es coordinado por el centro de tragado en la médula espinal. El reflejo inicial es iniciado por receptores de tacto en la faringe cuando el bolus de alimentos es empujado hasta la parte de atrás de la boca.

Presenta diferentes 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.

Para realizar estas fases se requiere el siguiente proceso:

1.- 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.

2.- 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.

Una vez que el bolo alimenticio ha pasado el esófago y superado el esfínter llamado cardias, éste llega al estómago la comida es degradada adicionalmente y minuciosamente mezclada con el ácido gástrico y las enzimas digestivas que degradan las proteínas en su gran medida pepsina. El ácido por sí mismo, no degrada las moléculas de alimento, más bien el ácido proporciona un pH óptimo para la reacción de la enzima pepsina. Las células parietales del estómago, también secretan una glicoproteína llamada factor intrínseco, el cual permite la absorción de vitamina B12. Otras moléculas pequeñas, tales como el alcohol son absorbidas en el estómago pasando a través de la membrana y entrando al sistema circulatorio directamente. Un corte transverso del canal alimentario, revela cuatro capas distintas y bien desarrolladas, llamadas serosa, capa muscular, submucosa y mucosa.

  • Serosa: Es la capa más externa, formada por una delgada capa de células simples, llamada células mesoteliales.
  • Capa muscular: Está bien desarrollada para agitar la comida. Tiene una capa externa longitudinal, una media lisa y una interna oblicua.
  • Submucosa: Tiene tejido conectivo conteniendo vasos linfáticos, vasos sanguíneos y nervios.
  • Mucosa: Contiene grandes pliegues llenos con tejido conectivo. Las glándulas gástricas están en lámina propia. Las glándulas gástricas pueden ser simples o tubulares ramificadas y secretan ácido clorhídrico, moco, pepsinógeno y renina.

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

El pH juega un papel crucial en el funcionamiento normal del tracto digestivo. En la boca, faringe y esófago, el pH es típicamente, de 6-8, ácido muy débil. La saliva controla el pH en esta región, del tracto digestivo. La amilasa salival, está contenida en la saliva e inicia la degradación de los carbohidratos hasta monosacáridos. La mayoría de las enzimas digestivas son sensibles al pH y no funcionarán en un ambiente con bajo pH, como el del estómago. El pH bajo (por debajo de 5), indica un ácido fuerte, mientras que un pH alto (mayor que 8), indica una base fuerte; sin embargo, la concentración del ácido y la base, también juegan un papel.

El pH en el estómago es muy ácido e inhibe la degradación de los carbohidratos mientras están allí. El contenido ácido fuerte del estómago, provee dos beneficios, ambos ayudando a la degradación de las proteínas, para una degradación adicional en el intestino delgado, así como, proporcionando inmunidad no específica, retardando o eliminando varios patógenos.

En el intestino delgado, el duodeno provee el balance cítrico del pH para activar las enzimas digestivas.

El hígado secreta bilis en el duodeno para neutralizar las condiciones acídicas del estómago. También el conducto pancreático, se vacía en el duodeno, agregando bicarbonato para neutralizar el quimo ácido, creando un ambiente neutro. El tejido mucosal del intestino delgado, es alcalino, creando un pH de aproximadamente 8,5 permitiendo de esta manera la absorción en un ambiente alcalino suave.

4.- 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 delgado. Toda esta mezcla constituye ahora el quilo.

Después de haber sido procesados en el estómago, los alimentos pasan al intestino delgado a través del esfínter pilórico. La mayor parte de la digestión y absorción ocurre aquí cuando el quimo entra al duodeno. Aquí es mezclado adicionalmente con tres líquidos diferentes:

1. Bilis, la cual emulsifica las grasas para permitir su absorción, neutraliza el quimo y es usada para excretar productos de desecho tales como la bilirrubina y los ácidos biliares. Sin embargo no es una enzima.

2. Jugo pancreático. El jugo pancreático es la secreción exocrina del páncreas, secretada por los acinos pancreáticos y vertida mediante el conducto pancreático en el colédoco y de ahí a la segunda porción del duodeno. Este interviene en la digestión de todos los principios inmediatos (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). El jugo pancreático está integrado por un componente acuoso vertido por la acción de la secretina y un componente enzimático que es vertido en forma inactiva, gracias a la acción de la colecistoquinina en respuesta a la presencia de acidez y presencia del quimo duodenal. El jugo pancreático se compone de agua, sales minerales, bicarbonato de sodio (que neutraliza la acidez del quimo impidiendo que las células intestinales puedan resultar dañadas) y diversas enzimas: proteasas (que degradan proteínas: tripsina, quimiotripsina y carboxipeptidasa), amilasa pancreática (que digiere almidones), nucleasas (Desoxirribonucleasas y Ribonucleasas) y lipasas (lipasa pancreática). Una persona sana segrega de 1.2 a 1.5 litros de jugo pancreático. El pH de éste es de 7.1 a 8.0, esto se debe a la necesidad de contrarrestar la acidez del quimo y permitir la acción enzimática, y actúa a una temperatura aproximada de 25 a 37º celsius.

3. Enzimas intestinales de la mucosa alcalina. Estas incluyen: maltasa, lactasa, sacarasa, para procesar los azúcares; tripsina y quimiotripsina también son agregadas en el intestino delgado. La absorción de la mayoría de los nutrientes se realiza en el intestino delgado. Cuando el nivel de ácidez cambia en el intestino, más enzimas son activadas para romper la estructura molecular de los diversos nutrientes de manera que se puedan absorber en los sistemas circulatorio y linfático. Los nutrientes pasan a través de la pared del intestino delgado, la cual contiene pequeñas estructuras parecidas a dedos llamadas vellosidades, cada una de las cuales está cubierta por estructuras aún más pequeñas, parecidas a cabellos, llamadas microvellosidades. La sangre que ha absorbido los nutrientes, es llevada a través de la vena porta hepática hasta el hígado, para su filtración, remoción de toxinas y procesamiento de los nutrientes.

El intestino delgado y el resto del tracto digestivo realiza la peristalsis para transportar los alimentos desde el estómago hasta el recto y permitir a la comida ser mezclada con los jugos digestivos y ser absorbida. Los músculos circulares y longitudinales son músculos antagonistas, cuando uno se contrae el otro se relaja. Cuando los músculos circulares se contraen, el lumen se hace más angosto y largo y la comida es exprimida y empujada hacia adelante. Cuando los músculos longitudinales se contraen, los músculos circulares se relajan y el intestino se dilata y se vuelve más amplio y corto para permitir que los alimentos entren. Después que los alimentos han pasado a través del intestino delgado, la comida entra en el intestino grueso. El intestino grueso mide aproximadamente 1,5 metros de largo, con tres partes: el ciego, en la unión con el intestino delgado, el colon y el recto. El colon tiene cuatro partes: el colon ascendente, el colon transverso, el colon descendente y el colon sigmoide. El intestino grueso, absorbe agua del bolus y almacena las heces hasta que estas puedan ser defecadas. Los productos alimenticios que no pueden ir a través de las vellosidades, tales como la celulosa (fibra dietaria), son mezclados con otros productos de desecho del organismo y constituyen las heces.

5.- El final de la digestión es la acumulación del quilo en el intestino grueso donde se absorbe el agua para la posterior defecación de las heces.

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Reguladores de la digestión.

El aparato digestivo tiene sus propios reguladores:

Reguladores hormonales. Las principales hormonas que controlan las funciones del aparato digestivo se producen y liberan a partir de células de la mucosa del estómago y del intestino delgado. Estas hormonas pasan a la sangre que riega el aparato digestivo, van hasta el corazón, circulan por las arterias y regresan al aparato digestivo, en donde estimulan la producción de los jugos digestivos y provocan el movimiento de los órganos.

Las hormonas que controlan la digestión son la gastrina, la secretina y la colecistoquinina.

  1. La gastrina, hace que el estómago produzca ácido clorhídrico que disuelve y digiere algunos alimentos. Es necesaria también para el crecimiento normal de la mucosa del estómago, el intestino delgado y el colon. Está en el estómago y estimula las glándulas gástricas para secretar pepsinógeno (una forma inactiva de pepsina) y ácido clorhídrico. La secreción de gastrina es estimulada por la llegada de la comida al estómago. La secreción es inhibida por el pH bajo.
  2. La secretina, hace que el páncreas secrete un jugo digestivo rico en bicarbonato. Estimula al estómago para que produzca pepsina, una enzima que digiere las proteínas, y al hígado para que produzca bilis.
  3. La colecistoquinina, hace que el páncreas crezca y produzca las enzimas del jugo pancreático, y hace que la vesícula biliar se vacíe. Está en el duodeno y esta hormona es secretada en respuesta a la grasa del quimo.
  4. Péptido Inhibidor Gástrico (GIP), está en el duodeno y disminuye la agitación en el estómago para enlentecer el vaciamiento gástrico. Otra función es la inducción de la secreción de insulina.
  5. Péptido inhibidor vasoactivo, es una hormona que se origina en el duodeno. Estimula la producción de enzimas por el páncreas y de la bilis desde la vesícula.

Reguladores nerviosos. Dos clases de nervios ayudan a controlar el trabajo del aparato digestivo, los nervios extrínsecos y los nervios intrínsecos.

  1. Los nervios extrínsecos (de afuera), llegan a los órganos digestivos desde el cerebro o desde la médula espinal y provocan la liberación de dos sustancias químicas: la acetilcolina y la adrenalina. La acetilcolina hace que los músculos de los órganos digestivos se contraigan con más fuerza y empujen mejor los alimentos y líquidos a través del tracto digestivo. También hace que el estómago y el páncreas produzcan más jugos. La adrenalina relaja el músculo del estómago y de los intestinos y disminuye el flujo de sangre que llega a estos órganos.
  2. Los nervios intrínsecos (de adentro), que forman una red densa incrustada en las paredes del esófago, el estómago, el intestino delgado y el colon, son aún más importantes. La acción de estos nervios se desencadena cuando las paredes de los órganos huecos se estiran con la presencia de los alimentos. Liberan muchas sustancias diferentes que aceleran o retrasan el movimiento de los alimentos y la producción de jugos en los órganos digestivos.

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Referencias y Bibliografía:

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  • Rosell Puig, Washington; González Fano, Beatriz; Cué Mourelos, Clementina; Dovale Borjas, Caridad (2004). «Organización de los sistemas orgánicos del cuerpo humano para facilitar su estudio». Educación Médica Superior (Ciudad de La Habana, Cuba: Editorial Ciencias Médicas) 18 (3). ISSN 1561-2902. Consultado el 8/10/2011. «Sistema y aparato son términos que se utilizan en las ciencias biológicas para designar el conjunto de órganos que realizan una función común. Se diferencian en que el sistema agrupa órganos homogéneos y el aparato, heterogéneos; sin embargo, estas denominaciones se usan indistintamente, aunque la tendencia es a emplear la palabra sistema.».

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