Tema VI. Los seres vivos y la energía

Tema VI. Los seres vivos y la energía

Organismos

Autótrofos: aprovechan la energía química o lumínica para transformar moléculas sencillas (CO2, H2O, NH3) en moléculas orgánicas complejas

Heterótrofos: Obtienen energía a partir de las moléculas sintetizadas por los autótrofos

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

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

Fotosíntesis Respiración Materia Prima CO2, H2O, Luz Glucosa Subproducto O2 CO2, H2O Producto Glucosa 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.

Oxidación: reacción de pérdida de electrones Ej:

O

O

O

Reducción: reacción de ganancia de electrones

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

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

- Por origen Animal Vegetal

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.

Tipos

Monosacáridos : ribosa (pentosa), glucosa, fructosa (hexosas)

Polisacáridos:

Energéticos: Almidón (vegetales) y glucógeno (animales) 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.

Proteínas

20 aminoácidos

12 de ellos pueden ser sintetizados por el hombre

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

Agua

50-60% del ser humano

40% Agua intracelular

20% Agua extracelular 5% plasma

15% agua intersticial (linfa, líquido

cefalorraquídeo, …)

Aporte

Bebida

Alimentos ricos en agua (fruta, verdura)

Metabolismo de grasas, carbohidratos y proteínas Sudor Orina Heces Vómito Pérdidas Balance Hídrico: ha de estar equilibrado

Elementos minerales 90 Elementos 26 esenciales Resto-no esenciales 11: microelementos (C, H, O, N, P, S, Ca, Cl, K, Na, Mg) 15: micronutrientes (Fe, Zn, …)

Minerales esenciales: ingesta mínima recomendable de unos 10 mg/día

Minerales no esenciales:ingesta recomendable inferior a 10 mg/día

Elementos minerales Ca2+ Tej. Óseo Fx sinápticas Motilidad muscular Coagulación Permeabilidad membranas

Fe2+ Grupo hemo (hemoglobina) Ferritina (médula ósea y bazo)

Mg2+

En esqueleto

En tejido muscular (activa la fosfatasa en la contracción muscular. S Metionina Cisteína Cistina

I Glándula tiroides (Tiroxina regula velocidad de actv metabólica. P Constituye proteïnas en la membrana celular: ADN, ARN… ATP Fosfolípidos Na+

Regula la presión osmótica Mantiene el equilibrio ácido base Importante en transmisión del impulso nervioso

K+

Regula la presión osmótica Metabolismo de glucosa y síntesis de glucógeno

Transmisión de impulso nervioso

Mn2+

Crec. de huesos y cartílago Cofactor enzimas del metabolismo

Otras clasificaciones de alimentos

Por su función

Alimentos energéticos

Alimentos plásticos

Alimentos reguladores

Reposición de estructuras celulares

Favorecen reacciones metabólicas

Cubren necesidades energéticas

Metabolismo basal: necesidad energética mínima en reposo

Actividad física

Termogénesis: gasto energético que produce el metabolismo.

Cuanto mayor sea el metabolismo basal, la actividad física, o la termogénesis, mayor va a ser la necesidad energética de un individuo.

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

Digestión

Mecánica: boca, esófago, estómago, intestino

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

Cardias: esfínter que regula la entrada del bolo alimenticio al estómago.

Pared estomacal: revestida de células epiteliales, que segregan el jugo gástrico.

Jugo gástrico

Ácido clorhídrico (HCl): digestión ácida del alimento Mucus(polisacárido): protege las células del epitelio de la acción del HCl

Pepsinógeno: precursor de la enzima digestiva pepsina.

Pepsinógeno Pepsina

HCl

Actv. proteolítica

Actividad estomacal: regulada por sistema nervioso y endocrino

Células del epitelio estomacal: segregan hormona gastrinaen presencia de alimento se estimula la producción de jugo gástrico.

INTESTINO DELGADO

Partes intestino delgado

Duodeno Yeyuno Íleon

Procesos químicos del intestino delgado

Absorción de los nutrientes (vellosidades intestinales)

Digestión química:

-Por enzimas del jugo intestinal

-Por enzimas del jugo pancreático (neutraliza jugo gástrico

-Por la bilis hepática (emulsión de las grasas)

Triglicérido

Glicerina 3X a. grasos

ABSORCIÓN 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 portay al hígado.

Monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos: absorbidos por difusión simple Oligopéptidos: absorbidos por transporte activo.

HÍGADO

En el hígado los nutrientes son sometidos a transformaciones metabólicas intensas, y los productos de este metabolismo son devueltos al torrente sanguíneo.

Monosacáridos Aminoácidos (exceso) Aminoácidos Glucógeno Grasas Se almacena en el hígado. Reservorio de glucosa. Almacenada en adipocitos Glucosa Procesamiento Degradación

Aprovechamiento por otras células

Urea Excreción

Regulación metabolismo de glucosa

Insulina (páncreas): absorción de glucosa Glucagón (páncreas): liberación de glucosa

HÍGADO

Otras funciones del hígado: -Detoxificación (alcohol, …)

-Síntesis de proteínas plasmáticas

-Síntesis de lipoproteínas plasmáticas (LDLsy HDLs(transporte de colesterol y grasas en sangre))

-Producción de bilishepática (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.