Biología. Curso de acceso Tema VI. Los seres vivos y la energía Autótrofos: aprovechan la energía química o lumínica para transformar moléculas sencillas (CO2, H2O, NH3) en moléculas orgánicas complejas Organismos Heterótrofos: Obtienen energía a partir de las moléculas sintetizadas por los autótrofos

Objetivos de la nutrición Aporte de energía Nutrición: Proceso biológico por el cual los seres vivos utilizan, transforman e incorporan a sus estructuras una serie de sustancias (nutrientes) que obtienen del medio. Objetivos de la nutrición Aporte de energía Aporte de materia prima para la construcción de nuevas estructuras Aporte de sustancias necesarias para la regulación de los procesos metabólicos

Organismos Autótrofos Luz solar Almidón Celulosa Etc… CO2 Glucosa (C6H12O6) H2O Fotosíntesis Cloroplastos Organismos Heterotrofos CO2 H2O O2 Glucosa Almidón Etc.. Degradación de macromoléculas y obtención de energía Respiración celular Mitocondrias

Comparación entre fotosíntesis y respiración celular Materia Prima CO2, H2O, Luz Glucosa Subproducto O2 CO2, H2O Producto ATP (Energía) Balance energético Negativo (Gasto de energía) Positivo (Ganancia de energía) Células implicadas Células con clorofila (vegetales) Todas las células (Animales y vegetales) Lugar donde se realiza Cloroplasto Mitocondria Las reacciones de fotosíntesis y respiración celular son reacciones de tipo redox (oxidación-reducción): unas moléculas se destruyen para formarse otras, y la energía que unos enlaces contienen pasa a formar parte de otros enlaces.

O O O O O Oxidación: reacción de pérdida de electrones Ej: H H+ Reducción: reacción de ganancia de electrones Ej: O O O Las reacciones de oxidación y reducción son simultáneas: un átomo gana los electrones que otro pierde (ej, formación de la molécula de agua) O O H + 2 H+ H

Tipos de Nutrientes (3 criterios de clasificación) Carbohidratos Nutrientes orgánicos Lípidos Proteínas Vitaminas - Por composición Agua Nutrientes inorgánicos Elementos minerales Energéticos - Por función Plásticos Reguladores Animal - Por origen Vegetal

Los más importantes desde el punto de vista energético Carbohidratos Los más importantes desde el punto de vista energético Se forman en las hojas verdes de las plantas (a partir de CO2, luz e hidratos de carbono) Los no aprovechados: se acumulan en frutos, raíces, semillas y tubérculos. Monosacáridos : ribosa (pentosa), glucosa, fructosa (hexosas) Tipos Energéticos: Almidón (vegetales) y glucógeno (animales) Polisacáridos: Estructurales: Celulosa (animales)

Carbohidratos aprovechables: Almidón y azúcares solubles (pueden ser utilizados y aprovechados por el organismo humano). Carbohidratos no aprovechables Forman parte de paredes celulares Difícilmente digeribles ( lignina, pectina, gomas, mucílagos, agar (algas)…) Fibra: engloba varias moléculas de origen vegetal (celulosa, lignina) no digeribles. Importante su presencia en la dieta (tránsito intestinal).

Lípidos Grupo heterogéneo de sustancias solubles en disolventes orgánicos e insolubles en agua Algunos son imprescindibles en la dieta (algunos a. grasos insaturados no pueden ser sintetizados por el hombre). Ácidos grasos insaturados: en vegetales y animales de sangre fría. Ácidos grasos saturados: en animales de sangre caliente

Proteínas 20 aminoácidos 12 de ellos pueden ser sintetizados por el hombre 20 aminoácidos 8 no pueden ser sintetizados (aminoácidos esenciales: lisina, triptófano, valina, isoleucina, leucina, treonina, metionina y fenilalanina) Necesario combinar alimentos que incorporen los 8 aminoácidos esenciales Proteínas animales: más completasmayor valor nutritivo que las proteínas vegetales.

Vitaminas Nutrientes funcionales (cofactores en muchas reacciones propias del organismo). Necesario incorporarlas en la dieta. Hidrosolubles: solubles en agua (vit. B1, B2, B6, B12) Liposolubles: solubles en disolventes orgánicos (A, D, E, K) Exceso de vitaminas liposolubles: puede ser tóxico para el ser humano.

Nutrientes inorgánicos Agua Elementos minerales

Balance Hídrico: ha de estar equilibrado Agua 40% Agua intracelular 50-60% del ser humano 5% plasma 20% Agua extracelular 15% agua intersticial (linfa, líquido cefalorraquídeo, …) Balance Hídrico: ha de estar equilibrado Bebida Orina Alimentos ricos en agua (fruta, verdura) Sudor Pérdidas Aporte Heces Metabolismo de grasas, carbohidratos y proteínas Vómito

Minerales esenciales: ingesta mínima recomendable de unos 10 mg/día Elementos minerales 11: microelementos (C, H, O, N, P, S, Ca, Cl, K, Na, Mg) 15: micronutrientes (Fe, Zn, …) 26 esenciales 90 Elementos Resto-no esenciales Minerales esenciales: ingesta mínima recomendable de unos 10 mg/día Minerales no esenciales: ingesta recomendable inferior a 10 mg/día

Elementos minerales Constituye proteïnas en la membrana celular: ADN, ARN… ATP Fosfolípidos Tej. Óseo Fx sinápticas Motilidad muscular Coagulación Permeabilidad membranas P Ca2+ Regula la presión osmótica Mantiene el equilibrio ácido base Importante en transmisión del impulso nervioso Grupo hemo (hemoglobina) Ferritina (médula ósea y bazo) Fe2+ Na+ En esqueleto En tejido muscular (activa la fosfatasa en la contracción muscular. Mg2+ Regula la presión osmótica Metabolismo de glucosa y síntesis de glucógeno Transmisión de impulso nervioso K+ Metionina Cisteína Cistina S Crec. de huesos y cartílago Cofactor enzimas del metabolismo Mn2+ Glándula tiroides (Tiroxinaregula velocidad de actv metabólica. I Cu2+ En la molécula de hemoglobina

Otras clasificaciones de alimentos Cubren necesidades energéticas Metabolismo basal: necesidad energética mínima en reposo Alimentos energéticos Actividad física Termogénesis: gasto energético que produce el metabolismo. Por su función Alimentos plásticos Reposición de estructuras celulares Alimentos reguladores Favorecen reacciones metabólicas Cuanto mayor sea el metabolismo basal, la actividad física, o la termogénesis, mayor va a ser la necesidad energética de un individuo. Por su origen, el alimento puede ser de origen ANIMAL o VEGETAL

PROCESOS DIGESTIVOS EN EL HOMBRE Digestión: proceso por el que los alimentos son triturados, disgregados y disociados para la extracción y absorción de los nutrientes por parte de las células Mecánica: boca, esófago, estómago, intestino Digestión Enzimática: boca, estómago Tubo digestivo: conjunto de órganos y glándulas anejas especializados en la digestión y absorción de los nutrientes.

BOCA Digestión mecánica: por acción de los músculos de las mandíbulas y las piezas dentales. Digestión enzimática: por acción de la enzima hidrolítica amilasa (presente en la saliva) Lubricación: la saliva contiene mucus, que contribuye a mezclar y lubricar el alimento previamente a su paso al estómago. Secreción de saliva: controlada por el sistema nervioso autónomo ESÓFAGO Digestión mecánica: por acción de los músculos de las paredes del esófago. Movimientos peristálticos: contribuyen al avance del bolo alimenticio hacia el estómago.

ESTÓMAGO Actv. proteolítica Pepsinógeno Pepsina HCl Cardias: esfínter que regula la entrada del bolo alimenticio al estómago. Pared estomacal: revestida de células epiteliales, que segregan el jugo gástrico. Ácido clorhídrico (HCl): digestión ácida del alimento Jugo gástrico Mucus (polisacárido): protege las células del epitelio de la acción del HCl Pepsinógeno: precursor de la enzima digestiva pepsina. Actv. proteolítica Pepsinógeno Pepsina HCl Actividad estomacal: regulada por sistema nervioso y endocrino Células del epitelio estomacal: segregan hormona gastrina en presencia de alimentose estimula la producción de jugo gástrico. Movimientos peristálticos: se combinan con la acción enzimática para la digestión

INTESTINO DELGADO Duodeno Partes intestino delgado Yeyuno Íleon Absorción de los nutrientes (vellosidades intestinales) Procesos químicos del intestino delgado Digestión química: Por enzimas del jugo intestinal Por enzimas del jugo pancreático (neutraliza jugo gástrico Por la bilis hepática (emulsión de las grasas) Glicerina Triglicérido ABSORCIÓN 3X a. grasos EMULSIÓN

INTESTINO DELGADO Regulación de actividad digestiva: sistema nervioso autónomo . Secretina: liberada por el duodeno, estimula producción de jugo pancreático. -Colecistoquinina: en presencia de grasas, estimula liberación de enzimas pancreáticos y vaciado de vesícula biliar. -Peristaltismo: inducido por sistema nervioso autónomo. ABSORCIÓN Los nutrientes son absorbidos en las vellosidades de la cara interna del intestino delgado. Pasan a la sangre, y de ahí van a la vena porta y al hígado. Monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos: absorbidos por difusión simple Oligopéptidos: absorbidos por transporte activo. A. Grasos grandes y colesterol: transportados quilomicrones y LDLs

HÍGADO En el hígado los nutrientes son sometidos a transformaciones metabólicas intensas, y los productos de este metabolismo son devueltos al torrente sanguíneo. Grasas Almacenada en adipocitos Monosacáridos Se almacena en el hígado. Reservorio de glucosa. Glucógeno Aminoácidos (exceso) Glucosa Aprovechamiento por otras células Procesamiento Aminoácidos Degradación Urea Excreción Insulina (páncreas): absorción de glucosa Regulación metabolismo de glucosa Glucagón (páncreas): liberación de glucosa

HÍGADO Otras funciones del hígado: Detoxificación (alcohol, …) Síntesis de proteínas plasmáticas Síntesis de lipoproteínas plasmáticas (LDLs y HDLs (transporte de colesterol y grasas en sangre)) Producción de bilis hepática (emulsión de las grasas). Degradación de bilirrubina.

INTESTINO GRUESO Continúa la absorción de agua, sodio y sales minerales Reabsorción de agua en el intestino grueso: imprescindible para el equilibrio hídrico. Bacterias simbióticas: degradan parte de sustancias alimenticias no digeridas ni absorbidas en el intestino delgado. Resto: excreción. Fibra: compuesta por sustancias no digeridas, favorece el movimiento peristáltico de las heces hasta su expulsión.