Llenar el agujero: la ciencia de la digestión

Si celebró el Día de Acción de Gracias esta semana, probablemente pasó las vacaciones comiendo cantidades incalculables de comida. Desde alimentos ricos en proteínas, como el pavo o el jamón, hasta alimentos ricos en carbohidratos complejos y simples, como el relleno o las batatas (mi favorito personal), y todo lo demás. Para aprovechar al máximo este festín, su sistema digestivo necesita una variedad de mecanismos para expresar los nutrientes que necesita de una amplia gama de alimentos. Debido a que estos mecanismos evolucionaron en una época en la que los alimentos escaseaban y los días festivos como el Día de Acción de Gracias eran un sueño lejano, el sistema digestivo de su cuerpo es notablemente eficiente para descomponer los alimentos y extraer tantos nutrientes como sea posible de ellos. Por supuesto, esta eficiencia también significa que su sistema digestivo pasa las vacaciones como los trabajadores minoristas durante el Viernes Negro: con exceso de trabajo y subestimado.

Como hemos aprendido en publicaciones de blog anteriores, el cuerpo humano contiene muchas partes móviles y procesos que ocurren en un momento dado. Estos procesos requieren un suministro constante de materias primas: ácidos nucleicos para replicar el ADN, aminoácidos para construir nuevas proteínas y ácidos grasos para formar nuevas membranas celulares. Sin mencionar las cantidades de energía bruta que sus células necesitan para construir estas moléculas y realizar todas estas funciones necesarias. Si bien el oxígeno se puede obtener principalmente de forma pasiva, ya que básicamente nadamos en él, la mayoría de las otras moléculas que necesitamos deben recolectarse activamente de los alimentos que comemos. El proceso de descomponer química y mecánicamente los alimentos en sustancias químicas básicas utilizables se conoce como digestión. La digestión ocurre durante el tracto gastrointestinal (GI), o canal alimentario como también se le llama, donde un equipo de músculos, órganos y enzimas trabajan juntos para pulverizar, disolver y descomponer cada bocado de comida que ingiere.

Como probablemente sepa, el proceso de digestión comienza en la boca, donde los músculos de la mandíbula inician la digestión mecánica triturando repetidamente la comida con los dientes y la lengua. Al mismo tiempo, la saliva de la boca contiene enzimas que comienzan a descomponer los carbohidratos de los alimentos. Una vez que la boca ha triturado adecuadamente la comida, la traga y la envía hacia el esófago. Los músculos del esófago continúan moviendo la comida hacia el estómago a través de un proceso conocido como peristaltismo, donde ondas de músculos que se contraen alrededor del esófago empujan la comida hacia el estómago. Si bien la deglución es mayoritariamente voluntaria, la peristalsis es involuntaria y las contracciones rítmicas permiten que la comida se mueva hacia el estómago independientemente de la gravedad (así que sí, puedes comer boca abajo, pero no lo recomiendo).

En el estómago, los músculos continúan digiriendo los alimentos a través de un caldo químico ácido lleno de enzimas que comienzan a descomponer algunas de las proteínas y sustancias liposolubles. Después de mezclarse y disolverse completamente en el ácido, la suspensión líquida del alimento, llamada quimo, se libera en la primera sección del intestino delgado, el duodeno, donde tiene lugar la mayor parte de la digestión química. En el duodeno, las enzimas del páncreas descomponen las proteínas en péptidos más pequeños, y otras enzimas pancreáticas descomponen aún más los péptidos en aminoácidos que luego pueden absorberse en el torrente sanguíneo. Mientras tanto, la enzima lipasa pancreática descompone las moléculas de grasa en ácidos grasos y glicerol con la ayuda de la bilis del hígado. La bilis es necesaria para descomponer las moléculas de grasa naturalmente hidrófobas, de modo que puedan exponerse adecuadamente a la enzima lipasa. Finalmente, otra enzima llamada amilasa pancreática descompone las moléculas de almidón (como las que se encuentran en las batatas) en azúcares más pequeños que son más fáciles de descomponer y absorber.

La digestión adicional de carbohidratos y proteínas ocurre más abajo en el segundo segmento del intestino delgado, el yeyuno. Al igual que en el esófago, la peristalsis mueve el estiércol líquido a través del intestino delgado. Estas contracciones también permiten que el yeyuno segmente porciones de la suspensión para una mezcla más fuerte y una absorción más eficiente. Pequeñas protuberancias llamadas vellosidades recubren el interior del yeyuno, aumentando la superficie disponible para absorber nutrientes directamente en la sangre. Finalmente, al final del intestino delgado, el íleon es responsable de absorber los nutrientes, las vitaminas y el exceso de agua que queda de la suspensión antes de pasar al intestino grueso.

El intestino grueso, que es mucho más corto que el intestino delgado, no realiza ninguna digestión química o mecánica directa en este punto, pero las bacterias que viven en el intestino grueso pueden descomponer parte del exceso de almidón, fibra, lactosa y otros elementos no digeridos. materiales, que luego pueden ser absorbidos por la sangre. Mientras tanto, la función principal del intestino grueso es absorber el exceso de agua y electrolitos del material restante no digerido para poder eliminarlo como desecho (es real). de mierda trabajar). En general, el sistema digestivo está estrechamente regulado y optimizado para maximizar la absorción de nutrientes de cualquier alimento que coma, desde pavo hasta batatas y todo lo demás.

¡La ciencia que puedes llevarle a mamá a casa volverá en diciembre! Por ahora, consulte la publicación del blog del mes pasado sobre la ciencia y la historia del alcohol ilegal. Comente o envíenos un correo electrónico a contact@anyonecanscience.com para hacernos saber lo que piensa de la publicación de esta semana. ¡Y suscríbase a continuación para recibir correos electrónicos científicos semanales!

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