digestione -Digestion

Apparato digerente
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Particolari
Identificatori
latino sistema digestivo
Maglia D004063
Terminologia anatomica

La digestione è la scomposizione di grandi molecole di cibo insolubili in piccole molecole di cibo solubili in acqua in modo che possano essere assorbite nel plasma sanguigno acquoso . In alcuni organismi, queste sostanze più piccole vengono assorbite attraverso l' intestino tenue nel flusso sanguigno . La digestione è una forma di catabolismo che è spesso divisa in due processi basati su come viene scomposto il cibo: digestione meccanica e chimica. Il termine digestione meccanica si riferisce alla scomposizione fisica di grossi pezzi di cibo in pezzi più piccoli a cui possono successivamente accedere gli enzimi digestivi . La digestione meccanica avviene in boccamasticazione e nell'intestino tenue attraverso contrazioni di segmentazione . Nella digestione chimica , gli enzimi scompongono il cibo nelle piccole molecole che il corpo può utilizzare.

Nell'apparato digerente umano , il cibo entra nella bocca e la digestione meccanica del cibo inizia per l'azione della masticazione (masticazione), una forma di digestione meccanica, e il contatto bagnante della saliva . La saliva, un liquido secreto dalle ghiandole salivari , contiene l'amilasi salivare , un enzima che avvia la digestione dell'amido nel cibo; la saliva contiene anche muco , che lubrifica il cibo, e carbonato di idrogeno , che fornisce le condizioni ideali di pH ( alcalino ) affinché l'amilasi agisca, ed elettroliti (Na + , K + , Cl , HCO 3 ). Circa il 30% dell'amido viene idrolizzato in disaccaride nella cavità orale (bocca). Dopo aver subito la masticazione e la digestione dell'amido, il cibo sarà sotto forma di una piccola massa di impasto rotonda chiamata bolo . Quindi viaggerà lungo l' esofago e nello stomaco per l'azione della peristalsi . Il succo gastrico nello stomaco avvia la digestione delle proteine . Il succo gastrico contiene principalmente acido cloridrico e pepsina . Nei neonati e nei bambini il succo gastrico contiene anche renina per digerire le proteine ​​del latte. Poiché le prime due sostanze chimiche possono danneggiare la parete dello stomaco, il muco e i bicarbonati vengono secreti dallo stomaco, fornendo uno strato viscido che funge da scudo contro gli effetti dannosi delle sostanze chimiche come l'acido cloridrico concentrato e il muco aiuta anche nella lubrificazione. L'acido cloridrico fornisce un pH acido per la pepsina. Allo stesso tempo si verifica la digestione delle proteine, la miscelazione meccanica avviene per peristalsi , che sono onde di contrazioni muscolari che si muovono lungo la parete dello stomaco. Ciò consente alla massa di cibo di mescolarsi ulteriormente con gli enzimi digestivi. La pepsina scompone le proteine ​​in peptidi o proteosi , che viene ulteriormente scomposta in dipeptidi e amminoacidi dagli enzimi nell'intestino tenue. Gli studi suggeriscono che l'aumento del numero di masticazioni per morso aumenta gli ormoni intestinali rilevanti e può ridurre la fame e l'assunzione di cibo auto-riferiti.

Dopo un po' di tempo (in genere 1–2 ore negli esseri umani, 4–6 ore nei cani, 3–4 ore nei gatti domestici), il liquido denso risultante viene chiamato chimo . Quando la valvola dello sfintere pilorico si apre, il chimo entra nel duodeno dove si mescola con gli enzimi digestivi del pancreas e il succo biliare del fegato e quindi passa attraverso l' intestino tenue , in cui continua la digestione. Quando il chimo è completamente digerito, viene assorbito nel sangue. Il 95% dell'assorbimento dei nutrienti avviene nell'intestino tenue. Acqua e minerali vengono riassorbiti nel sangue nel colon (intestino crasso) dove il pH è leggermente acido di circa 5,6 ~ 6,9. Alcune vitamine, come la biotina e la vitamina K (K 2 MK7) prodotte dai batteri nel colon, vengono anche assorbite nel sangue nel colon. L'assorbimento di acqua, zucchero semplice e alcol avviene anche nello stomaco. Il materiale di scarto viene eliminato dal retto durante la defecazione .

Apparato digerente

I sistemi digestivi assumono molte forme. C'è una distinzione fondamentale tra digestione interna ed esterna. La digestione esterna si è sviluppata in precedenza nella storia evolutiva e la maggior parte dei funghi fa ancora affidamento su di essa. In questo processo, gli enzimi vengono secreti nell'ambiente circostante l'organismo, dove scompongono un materiale organico e alcuni dei prodotti si diffondono nell'organismo. Gli animali hanno un tubo ( tratto gastrointestinale ) in cui avviene la digestione interna, che è più efficiente perché è possibile catturare più prodotti scomposti e l'ambiente chimico interno può essere controllato in modo più efficiente.

Alcuni organismi, inclusi quasi tutti i ragni , secernono semplicemente biotossine e sostanze chimiche digestive (ad esempio enzimi ) nell'ambiente extracellulare prima dell'ingestione della conseguente "zuppa". In altri, una volta che potenziali nutrienti o cibo sono all'interno dell'organismo , la digestione può essere condotta in una vescicola o in una struttura simile a una sacca, attraverso un tubo, o attraverso diversi organi specializzati volti a rendere più efficiente l'assorbimento dei nutrienti.

Disegno schematico della coniugazione batterica. 1- La cellula donatrice produce pilus . 2- Pilus si attacca alla cellula ricevente, riunendo le due cellule. 3- Il plasmide mobile viene intaccato e un singolo filamento di DNA viene trasferito alla cellula ricevente. 4- Entrambe le cellule ricircolano i loro plasmidi, sintetizzano i secondi filamenti e riproducono i pili; entrambe le cellule sono ora donatori vitali.

Sistemi di secrezione

I batteri utilizzano diversi sistemi per ottenere nutrienti da altri organismi negli ambienti.

Sistema di trasporto del canale

In un sistema di trasporto del canale, diverse proteine ​​formano un canale contiguo che attraversa le membrane interna ed esterna dei batteri. È un sistema semplice, che consiste di sole tre subunità proteiche: la proteina ABC , la proteina di fusione della membrana (MFP) e la proteina della membrana esterna (OMP). Questo sistema di secrezione trasporta varie molecole, da ioni, farmaci, a proteine ​​di varie dimensioni (20–900 kDa). Le molecole secrete variano in dimensioni dal piccolo peptide di Escherichia coli colicina V, (10 kDa) alla proteina di adesione cellulare di Pseudomonas fluorescens LapA di 900 kDa.

Siringa molecolare

Un sistema di secrezione di tipo III significa che viene utilizzata una siringa molecolare attraverso la quale un batterio (ad esempio alcuni tipi di Salmonella , Shigella , Yersinia ) può iniettare sostanze nutritive nelle cellule protiste. Uno di questi meccanismi è stato scoperto per la prima volta in Y. pestis e ha mostrato che le tossine potevano essere iniettate direttamente dal citoplasma batterico nel citoplasma delle cellule del suo ospite piuttosto che essere semplicemente secrete nel mezzo extracellulare.

Macchinari di coniugazione

Il meccanismo di coniugazione di alcuni batteri (e flagelli arcaici) è in grado di trasportare sia il DNA che le proteine. È stato scoperto nell'Agrobacterium tumefaciens , che utilizza questo sistema per introdurre il plasmide Ti e le proteine ​​​​nell'ospite, che sviluppa la cistifellea (tumore). Il complesso VirB di Agrobacterium tumefaciens è il sistema prototipo.

I Rhizobia che fissano l'azoto sono un caso interessante, in cui gli elementi coniugativi si impegnano naturalmente nella coniugazione tra i regni . Elementi come i plasmidi Agrobacterium Ti o Ri contengono elementi che possono trasferirsi alle cellule vegetali. I geni trasferiti entrano nel nucleo della cellula vegetale e trasformano efficacemente le cellule vegetali in fabbriche per la produzione di opine , che i batteri usano come fonte di carbonio ed energia. Le cellule vegetali infette formano tumori della cistifellea o della radice . I plasmidi Ti e Ri sono quindi endosimbionti dei batteri, che a loro volta sono endosimbionti (o parassiti) della pianta infetta.

I plasmidi Ti e Ri sono essi stessi coniugativi. Il trasferimento di Ti e Ri tra i batteri utilizza un sistema indipendente (il tra , o trasferimento, operone) da quello per il trasferimento tra i regni (il vir , o virulenza , operone). Tale trasferimento crea ceppi virulenti da Agrobacteria precedentemente avirulenti .

Rilascio delle vescicole della membrana esterna

Oltre all'uso dei complessi multiproteici sopra elencati, i batteri Gram-negativi possiedono un altro metodo per il rilascio del materiale: la formazione di vescicole della membrana esterna. Porzioni della membrana esterna si staccano, formando strutture sferiche costituite da un doppio strato lipidico che racchiude materiali periplasmatici. È stato scoperto che le vescicole di un certo numero di specie batteriche contengono fattori di virulenza, alcune hanno effetti immunomodulatori e alcune possono aderire direttamente e intossicare le cellule ospiti. Sebbene il rilascio di vescicole sia stato dimostrato come una risposta generale alle condizioni di stress, il processo di caricamento delle proteine ​​​​del carico sembra essere selettivo.

Foglia di Venus Flytrap ( Dionaea muscipula ).

Cavità gastrovascolare

La cavità gastrovascolare funge da stomaco sia nella digestione che nella distribuzione dei nutrienti a tutte le parti del corpo. La digestione extracellulare avviene all'interno di questa cavità centrale, che è rivestita dal gastroderma, lo strato interno dell'epitelio . Questa cavità ha solo un'apertura verso l'esterno che funge sia da bocca che da ano: i rifiuti e la materia non digerita vengono espulsi attraverso la bocca/ano, che può essere descritto come un intestino incompleto .

In una pianta come la Venus Flytrap che può autoalimentarsi attraverso la fotosintesi, non mangia e digerisce le sue prede per i tradizionali obiettivi di raccolta di energia e carbonio, ma estrae principalmente le prede dei nutrienti essenziali (azoto e fosforo in particolare) che scarseggiano nel suo habitat paludoso e acido.

Trofozoiti di Entamoeba histolytica con eritrociti ingeriti

fagosoma

Un fagosoma è un vacuolo formato attorno a una particella assorbita dalla fagocitosi . Il vacuolo è formato dalla fusione della membrana cellulare attorno alla particella. Un fagosoma è un compartimento cellulare in cui i microrganismi patogeni possono essere uccisi e digeriti. I fagosomi si fondono con i lisosomi nel loro processo di maturazione, formando i fagolisosomi . Nell'uomo, Entamoeba histolytica può fagocitare i globuli rossi .

Organi e comportamenti specializzati

Per favorire la digestione del cibo, gli animali hanno sviluppato organi come becchi, lingue , radulae , denti, raccolti, ventrigli e altri.

Il becco tosatore di semi di un'ara Catalina
Becco di calamaro con righello per il confronto delle dimensioni

becchi

Gli uccelli hanno becchi ossei specializzati in base alla nicchia ecologica dell'uccello . Ad esempio, gli Ara mangiano principalmente semi, noci e frutta, usando i loro becchi per aprire anche i semi più duri. Prima graffiano una linea sottile con la punta acuminata del becco, poi tranciano il seme aprendolo con i lati del becco.

La bocca del calamaro è dotata di un becco affilato e corneo costituito principalmente da proteine ​​reticolate . È usato per uccidere e fare a pezzi le prede. Il becco è molto robusto, ma non contiene minerali, a differenza dei denti e delle mascelle di molti altri organismi, comprese le specie marine. Il becco è l'unica parte indigeribile del calamaro.

Lingua

La lingua è un muscolo scheletrico sul pavimento della bocca della maggior parte dei vertebrati, che manipola il cibo per la masticazione ( masticazione ) e la deglutizione (deglutizione). È sensibile e mantenuto umido dalla saliva . La parte inferiore della lingua è ricoperta da una membrana mucosa liscia . La lingua ha anche un senso tattile per localizzare e posizionare le particelle di cibo che richiedono un'ulteriore masticazione. La lingua viene utilizzata per far rotolare le particelle di cibo in un bolo prima di essere trasportate lungo l' esofago attraverso la peristalsi .

La regione sublinguale al di sotto della parte anteriore della lingua è una posizione in cui la mucosa orale è molto sottile e sostenuta da un plesso venoso. Questo è un luogo ideale per introdurre determinati farmaci nel corpo. La via sublinguale sfrutta l'elevata vascolarizzazione del cavo orale e consente una rapida applicazione dei farmaci nel sistema cardiovascolare, bypassando il tratto gastrointestinale.

Denti

I denti (dente singolare) sono piccole strutture biancastre che si trovano nelle mascelle (o bocche) di molti vertebrati che vengono utilizzate per strappare, raschiare, mungere e masticare il cibo. I denti non sono fatti di osso, ma di tessuti di diversa densità e durezza, come smalto, dentina e cemento. I denti umani hanno un flusso sanguigno e nervoso che consente la propriocezione. Questa è la capacità delle sensazioni durante la masticazione, ad esempio se dovessimo addentare qualcosa di troppo duro per i nostri denti, come un piatto scheggiato mescolato al cibo, i nostri denti inviano un messaggio al nostro cervello e ci rendiamo conto che non può essere masticato, quindi smettiamo di provare.

Le forme, le dimensioni e il numero dei tipi di denti degli animali sono correlati alla loro dieta. Ad esempio, gli erbivori hanno un certo numero di molari che vengono utilizzati per macinare la materia vegetale, che è difficile da digerire. I carnivori hanno canini usati per uccidere e strappare la carne.

Raccolto

Un raccolto , o groppa, è una porzione espansa a pareti sottili del tubo digerente utilizzata per la conservazione del cibo prima della digestione. In alcuni uccelli è una sacca muscolare espansa vicino all'esofago o alla gola. Nelle colombe e nei piccioni adulti, il raccolto può produrre latte per nutrire gli uccelli appena nati.

Alcuni insetti possono avere un raccolto o un esofago ingrossato .

Illustrazione approssimativa di un apparato digerente di ruminanti

Abomaso

Gli erbivori hanno sviluppato cecums (o un abomasum nel caso dei ruminanti ). I ruminanti hanno uno stomaco anteriore con quattro camere. Questi sono il rumine , il reticolo , l' omaso e l' abomaso . Nelle prime due camere, il rumine e il reticolo, il cibo si mescola alla saliva e si separa in strati di materiale solido e liquido. I solidi si aggregano per formare il bolo (o bolo ). Il brodo viene quindi rigurgitato, masticato lentamente per mescolarlo completamente alla saliva e per abbattere la dimensione delle particelle.

La fibra, in particolare la cellulosa e l' emicellulosa , viene principalmente scomposta negli acidi grassi volatili , acido acetico , acido propionico e acido butirrico in queste camere (il reticolo-rumine) dai microbi: ( batteri , protozoi e funghi ). Nell'omaso, l'acqua e molti degli elementi minerali inorganici vengono assorbiti nel flusso sanguigno.

L'abomaso è il quarto e ultimo compartimento dello stomaco nei ruminanti. È un equivalente vicino di uno stomaco monogastrico (ad esempio, quello dell'uomo o del maiale) e la digestione viene qui elaborata più o meno allo stesso modo. Serve principalmente come sito per l'idrolisi acida delle proteine ​​microbiche e alimentari, preparando queste fonti proteiche per un'ulteriore digestione e assorbimento nell'intestino tenue. La digesta viene infine spostata nell'intestino tenue, dove avviene la digestione e l'assorbimento dei nutrienti. I microbi prodotti nel reticolo-rumine vengono digeriti anche nell'intestino tenue.

Una mosca della carne "soffia una bolla", possibilmente per concentrare il suo cibo facendo evaporare l'acqua

Comportamenti specializzati

Il rigurgito è stato menzionato sopra sotto abomasum e raccolto, riferendosi al latte del raccolto, una secrezione dal rivestimento del raccolto di piccioni e colombe con cui i genitori nutrono i loro piccoli mediante rigurgito.

Molti squali hanno la capacità di capovolgere lo stomaco ed estrometterlo dalla bocca per sbarazzarsi di contenuti indesiderati (forse sviluppato come un modo per ridurre l'esposizione alle tossine).

Altri animali, come conigli e roditori , praticano comportamenti di coprofagia : mangiano feci specializzate per ri-digerire il cibo, soprattutto nel caso del foraggio grezzo. Capibara, conigli, criceti e altre specie affini non hanno un apparato digerente complesso come, ad esempio, i ruminanti. Invece estraggono più nutrimento dall'erba dando al loro cibo un secondo passaggio attraverso l' intestino . I pellet fecali morbidi di cibo parzialmente digerito vengono escreti e generalmente consumati immediatamente. Producono anche escrementi normali, che non vengono mangiati.

Giovani elefanti, panda, koala e ippopotami mangiano le feci della madre, probabilmente per ottenere i batteri necessari per digerire correttamente la vegetazione. Quando nascono, il loro intestino non contiene questi batteri (sono completamente sterili). Senza di loro, non sarebbero in grado di ottenere alcun valore nutritivo da molti componenti vegetali.

Nei lombrichi

L'apparato digerente di un lombrico è costituito da bocca , faringe , esofago , raccolto , ventriglio e intestino . La bocca è circondata da labbra forti, che agiscono come una mano per afferrare pezzi di erba morta, foglie ed erbacce, con pezzetti di terra per aiutare a masticare. Le labbra scompongono il cibo in pezzi più piccoli. Nella faringe, il cibo è lubrificato da secrezioni di muco per un più facile passaggio. L'esofago aggiunge carbonato di calcio per neutralizzare gli acidi formati dal decadimento della materia alimentare. Lo stoccaggio temporaneo avviene nella coltura dove si mescolano cibo e carbonato di calcio. I potenti muscoli del ventriglio agitano e mescolano la massa di cibo e terra. Quando la zangolatura è completa, le ghiandole nelle pareti del ventriglio aggiungono enzimi alla pasta densa, che aiuta a scomporre chimicamente la materia organica. Per peristalsi , la miscela viene inviata all'intestino dove i batteri amici continuano la degradazione chimica. Questo rilascia carboidrati, proteine, grassi e varie vitamine e minerali per l'assorbimento nel corpo.

Panoramica sulla digestione dei vertebrati

Nella maggior parte dei vertebrati , la digestione è un processo multistadio nell'apparato digerente, a partire dall'ingestione di materie prime, il più delle volte altri organismi. L'ingestione di solito comporta un qualche tipo di lavorazione meccanica e chimica. La digestione è suddivisa in quattro fasi:

  1. Ingestione : mettere il cibo in bocca (ingresso di cibo nell'apparato digerente),
  2. Decomposizione meccanica e chimica: masticazione e miscelazione del bolo risultante con acqua, acidi , bile ed enzimi nello stomaco e nell'intestino per scomporre molecole complesse in strutture semplici,
  3. Assorbimento: dei nutrienti dall'apparato digerente ai capillari circolatori e linfatici per osmosi , trasporto attivo e diffusione , e
  4. Egestione (escrezione): rimozione dei materiali non digeriti dal tubo digerente attraverso la defecazione .

Alla base del processo c'è il movimento muscolare in tutto il sistema attraverso la deglutizione e la peristalsi . Ogni fase della digestione richiede energia, e quindi impone una "carica aerea" sull'energia resa disponibile dalle sostanze assorbite. Le differenze nei costi generali sono importanti influenze sullo stile di vita, sul comportamento e persino sulle strutture fisiche. Esempi possono essere visti negli esseri umani, che differiscono notevolmente dagli altri ominidi (mancanza di capelli, mascelle e muscolatura più piccole, dentizione diversa, lunghezza dell'intestino, cottura, ecc.).

La maggior parte della digestione avviene nell'intestino tenue. L'intestino crasso serve principalmente come sito per la fermentazione della materia indigeribile da parte dei batteri intestinali e per il riassorbimento dell'acqua dal digerito prima dell'escrezione.

Nei mammiferi , la preparazione alla digestione inizia con la fase cefalica in cui la saliva viene prodotta nella bocca e gli enzimi digestivi nello stomaco . La digestione meccanica e chimica inizia nella bocca dove il cibo viene masticato e mescolato con la saliva per iniziare la lavorazione enzimatica degli amidi . Lo stomaco continua a scomporre il cibo meccanicamente e chimicamente agitando e mescolando sia gli acidi che gli enzimi. L'assorbimento avviene nello stomaco e nel tratto gastrointestinale e il processo termina con la defecazione .

Processo di digestione umana

Salivary glands Parotid gland Submandibular gland Sublingual gland pharynx Tongue Esophagus Pancreas Stomach Pancreatic duct Ileum Anus Rectum Vermiform appendix Cecum Descending colon Ascending colon Transverse colon Colon (anatomy) Bile duct Duodenum Gallbladder Liver oral cavity
Tratto gastrointestinale umano superiore e inferiore

Il tratto gastrointestinale umano è lungo circa 9 metri. La fisiologia della digestione degli alimenti varia da individuo a individuo e in base ad altri fattori come le caratteristiche del cibo e le dimensioni del pasto e il processo di digestione richiede normalmente tra le 24 e le 72 ore.

La digestione inizia in bocca con la secrezione di saliva e dei suoi enzimi digestivi. Il cibo viene formato in un bolo dalla masticazione meccanica e inghiottito nell'esofago da dove entra nello stomaco attraverso l'azione della peristalsi . Il succo gastrico contiene acido cloridrico e pepsina che danneggerebbero le pareti dello stomaco e muco e bicarbonati sono secreti per la protezione. Nello stomaco un ulteriore rilascio di enzimi scompone ulteriormente il cibo e questo si combina con l'azione ribollente dello stomaco. Principalmente le proteine ​​vengono digerite nello stomaco. Il cibo parzialmente digerito entra nel duodeno come un chimo semiliquido denso . Nell'intestino tenue avviene la maggior parte della digestione e questa è aiutata dalle secrezioni di bile , succo pancreatico e succo intestinale . Le pareti intestinali sono rivestite di villi e le loro cellule epiteliali sono ricoperte da numerosi microvilli per migliorare l'assorbimento dei nutrienti aumentando la superficie dell'intestino. La bile aiuta nell'emulsionamento dei grassi e attiva anche le lipasi.

Nell'intestino crasso il passaggio del cibo è più lento per consentire la fermentazione da parte della flora intestinale . Qui l'acqua viene assorbita e il materiale di scarto immagazzinato come feci per essere rimosso dalla defecazione attraverso il canale anale e l' ano .

Meccanismi di controllo neurale e biochimico

Si svolgono diverse fasi della digestione tra cui: la fase cefalica , la fase gastrica e la fase intestinale .

La fase cefalica si verifica alla vista, al pensiero e all'olfatto del cibo, che stimolano la corteccia cerebrale . Gli stimoli gustativi e olfattivi vengono inviati all'ipotalamo e al midollo allungato . Dopo questo viene instradato attraverso il nervo vago e il rilascio di acetilcolina. La secrezione gastrica in questa fase sale al 40% della velocità massima. L'acidità nello stomaco non è tamponata dal cibo a questo punto e quindi agisce inibendo l'attività delle cellule parietali (secresce acido) e G (secreta gastrina) attraverso la secrezione di somatostatina da parte delle cellule D.

La fase gastrica dura dalle 3 alle 4 ore. È stimolato dalla distensione dello stomaco, dalla presenza di cibo nello stomaco e dalla diminuzione del pH . La distensione attiva i riflessi lunghi e mioenterici. Questo attiva il rilascio di acetilcolina , che stimola il rilascio di più succhi gastrici . Quando le proteine ​​entrano nello stomaco, si legano agli ioni idrogeno , aumentando il pH dello stomaco . L'inibizione della gastrina e della secrezione di acido gastrico viene revocata. Questo fa sì che le cellule G rilascino gastrina , che a sua volta stimola le cellule parietali a secernere acido gastrico. L'acido gastrico contiene circa lo 0,5% di acido cloridrico (HCl), che abbassa il pH al pH desiderato di 1–3. Il rilascio di acido è attivato anche dall'acetilcolina e dall'istamina .

La fase intestinale ha due parti, l'eccitatoria e l'inibitrice. Il cibo parzialmente digerito riempie il duodeno . Questo innesca il rilascio della gastrina intestinale. Il riflesso enterogastrico inibisce i nuclei vagali, attivando le fibre simpatiche provocando la contrazione dello sfintere pilorico per impedire l'ingresso di più cibo e inibisce i riflessi locali.

Scomposizione in nutrienti

Digestione proteica

La digestione delle proteine ​​avviene nello stomaco e nel duodeno in cui 3 enzimi principali, la pepsina secreta dallo stomaco e la tripsina e la chimotripsina secrete dal pancreas, scompongono le proteine ​​alimentari in polipeptidi che vengono poi scomposti da varie esopeptidasi e dipeptidasi in amminoacidi . Gli enzimi digestivi, tuttavia, sono per lo più secreti come loro precursori inattivi, gli zimogeni . Ad esempio, la tripsina viene secreta dal pancreas sotto forma di tripsinogeno , che viene attivato nel duodeno dall'enterochinasi per formare la tripsina. La tripsina quindi scinde le proteine ​​in polipeptidi più piccoli .

Digestione dei grassi

La digestione di alcuni grassi può iniziare in bocca, dove la lipasi linguale scompone alcuni lipidi a catena corta in digliceridi . Tuttavia, i grassi vengono digeriti principalmente nell'intestino tenue. La presenza di grasso nell'intestino tenue produce ormoni che stimolano il rilascio della lipasi pancreatica dal pancreas e la bile dal fegato che aiuta nell'emulsionamento dei grassi per l'assorbimento degli acidi grassi . La digestione completa di una molecola di grasso (un trigliceride ) risulta una miscela di acidi grassi, mono e digliceridi, nonché alcuni trigliceridi non digeriti, ma nessuna molecola di glicerolo libera .

Digestione dei carboidrati

Nell'uomo, gli amidi alimentari sono composti da unità di glucosio disposte in lunghe catene chiamate amilosio, un polisaccaride . Durante la digestione, i legami tra le molecole di glucosio vengono interrotti dall'amilasi salivare e pancreatica , risultando in catene di glucosio progressivamente più piccole. Ciò si traduce in zuccheri semplici glucosio e maltosio (2 molecole di glucosio) che possono essere assorbiti dall'intestino tenue.

La lattasi è un enzima che scompone il disaccaride lattosio nelle sue parti componenti, glucosio e galattosio . Il glucosio e il galattosio possono essere assorbiti dall'intestino tenue. Circa il 65% della popolazione adulta produce solo piccole quantità di lattasi e non è in grado di mangiare cibi a base di latte non fermentato . Questo è comunemente noto come intolleranza al lattosio . L'intolleranza al lattosio varia ampiamente in base al patrimonio genetico; più del 90% delle persone di origine dell'Asia orientale sono intolleranti al lattosio, in contrasto con circa il 5% delle persone di origine nordeuropea.

La sucrasi è un enzima che scompone il disaccaride saccarosio , comunemente noto come zucchero da tavola, zucchero di canna o zucchero di barbabietola. La digestione del saccarosio produce gli zuccheri fruttosio e glucosio che vengono facilmente assorbiti dall'intestino tenue.

Digestione del DNA e dell'RNA

DNA e RNA vengono scomposti in mononucleotidi dalle nucleasi desossiribonucleasi e ribonucleasi (DNasi e RNasi) del pancreas.

Digestione non distruttiva

Alcuni nutrienti sono molecole complesse (ad esempio la vitamina B12 ) che verrebbero distrutte se venissero scomposte nei loro gruppi funzionali . Per digerire la vitamina B 12 in modo non distruttivo, l'aptocorrina nella saliva si lega fortemente e protegge le molecole di B 12 dall'acido dello stomaco mentre entrano nello stomaco e vengono scisse dai loro complessi proteici.

Dopo che i complessi B 12 -aptocorrina sono passati dallo stomaco attraverso il piloro al duodeno, le proteasi pancreatiche scindono l'aptocorrina dalle molecole B 12 che si legano nuovamente al fattore intrinseco (IF). Questi complessi B 12 -IF viaggiano nella porzione ileo dell'intestino tenue dove i recettori della cubilina consentono l' assimilazione e la circolazione dei complessi B 12 -IF nel sangue.

Ormoni digestivi

Azione dei principali ormoni digestivi

Ci sono almeno cinque ormoni che aiutano e regolano il sistema digestivo nei mammiferi. Ci sono variazioni tra i vertebrati, come ad esempio negli uccelli. Gli accordi sono complessi e vengono regolarmente scoperti dettagli aggiuntivi. Ad esempio, negli ultimi anni sono state scoperte più connessioni al controllo metabolico (in gran parte il sistema glucosio-insulina).

Significato del pH

La digestione è un processo complesso controllato da diversi fattori. Il pH gioca un ruolo cruciale in un tratto digestivo normalmente funzionante. In bocca, faringe ed esofago, il pH è tipicamente di circa 6,8, molto debolmente acido. La saliva controlla il pH in questa regione del tubo digerente. L'amilasi salivare è contenuta nella saliva e avvia la scomposizione dei carboidrati in monosaccaridi . La maggior parte degli enzimi digestivi è sensibile al pH e si denatura in un ambiente con pH alto o basso.

L'elevata acidità dello stomaco inibisce la scomposizione dei carboidrati al suo interno. Questa acidità conferisce due vantaggi: denatura le proteine ​​per un'ulteriore digestione nell'intestino tenue e fornisce un'immunità non specifica , danneggiando o eliminando vari agenti patogeni .

Nell'intestino tenue, il duodeno fornisce un equilibrio critico del pH per attivare gli enzimi digestivi. Il fegato secerne la bile nel duodeno per neutralizzare le condizioni acide dallo stomaco e il dotto pancreatico si svuota nel duodeno, aggiungendo bicarbonato per neutralizzare il chimo acido , creando così un ambiente neutro. Il tessuto mucoso dell'intestino tenue è alcalino con un pH di circa 8,5.

Guarda anche

Riferimenti

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