dispensa nutrizione 22-10 -...

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LA NUTRIZIONE

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Che cosa ne sai?

A che cosa serve l’alimentazione?

Che cosa sono i nutrienti?

Fai un esempio di pasto bilanciato giustificando la scelta fatta

Quali ruoli svolge l’apparato digerente?

Quali organi formano l’apparato digerente?

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NUTRITION

Nutrition is the set of biological processes that allow survival, growth, development and

integrity of living organisms of all kingdoms (animal, vegetable, fungi, archeobatter

bacteria, protists), based on the availability of energy and nutrients. It is therefore

distinguishable from nutrition, which is considered the nutrition moment that corresponds

to the action of procuring nutrients to the organism, and to the transformations that the

food undergoes in the digestive tract. Nutrients are mainly extracted from the external

environment. Depending on the chemical nature of these substances and the types of

living organisms considered, we can consider two major categories: Autotrophs: plants,

many prokaryotes, autotrophic bacteria such as blue algae: they generally absorb simple

inorganic substances from the environment, usually not using the energy stored in the

chemical bonds of the assimilated organic substances. Eterotrophs: Animals, fungi, many

bacteria and Heterotrophic protozoa must take complex organic molecules from which to

extract carbon indispensable to life. It is now known that a poor diet of nutrients can have a

harmful impact on human and animal health, using example in men with deficiencies such

as scoops, rachitis, health conditions at risk such as obesity and common chronic

diseases such as cardiovascular disease, diabetes and osteoporosis. Diet poverty is

obviously linked to the specific dietary needs of the organism considered, which may vary

considerably even among similar species.

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La nutrizione è l'insieme dei processi biologici che permettono la sopravvivenza, la

crescita, lo sviluppo e l'integrità degli organismi viventi di tutti i regni

(animale, vegetale, funghi, batteri, archeobatteri, protisti), sulla base della disponibilità di

energia e di sostanze nutritive. Essa prende in considerazione l’alimentazione, che

corrisponde all'azione di procurare i nutrienti all'organismo, e le trasformazioni che il cibo

subisce nel tratto digerente.

Le sostanze nutritive vengono prelevate principalmente dall'ambiente esterno. A seconda

della natura chimica di queste sostanze e dei tipi di organismi viventi

considerati, possiamo considerare due grosse categorie:

Autotrofi: vegetali, molti procarioti, batteri autotrofi come le alghe azzurre: assorbono

generalmente dall'ambiente sostanze inorganiche semplici, in genere non utilizzando

l'energia immagazzinata nei legami chimici delle sostanze organiche complesse.

Eterotrofi: animali, funghi, molti batteri e protozoi eterotrofi devono assumere dall'ambiente

molecole organiche complesse da cui trarre sostanze ed energia indispensabili alla vita.

E’ ormai noto che una dieta errata possa avere un impatto dannoso sulla salute umana e

animale, causando ad esempio nell'uomo malattie da carenza, come scorbuto, beri-

beri, rachitismo, oppure condizioni sanitarie a rischio come l'obesità e comuni malattie

croniche come le malattie cardiovascolari, il diabete e l'osteoporosi. La qualità della dieta

viene ovviamente collegata alle esigenze alimentari specifiche dell'organismo considerato,

che possono variare considerevolmente anche tra specie affini.

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PRINCIPI NUTRITIVI

I principi nutritivi o nutrienti sono sostanze assunte durante il processo di nutrizione; sono

indispensabili alla vita e al metabolismo degli organismi viventi, siano essi animali,

vegetali, funghi, monere o protisti.

Categorie e funzioni

Sinteticamente i principi nutritivi possono essere suddivisi in sei categorie.

Le proteine: servono a costruire i tessuti

dell’organismo (permettendone la crescita, la

riparazione, ecc.) ed a fabbricare altre sostanze

importantissime quali enzimi, anticorpi, ormoni,

ecc. Un grammo di proteine fornisce circa 4

Calorie. E’ bene che non più del 12% dell’energia

alimentare quotidiana provenga dalle proteine.

Questo apporto deve essere rappresentato per

circa la metà da proteine di origine animale che sono più ricche di componenti che

l’organismo non è capace di costruire da sé e che, quindi, devono obbligatoriamente

essergli forniti dalla dieta.

GUARDA IL VIDEO: YOU TUBE →

https://www.youtube.com/watch?v=vn4EpkPj4qs generalità

https://www.youtube.com/watch?v=w7LaO06LBHg ruolo

https://www.youtube.com/watch?v=N5kYrQh_S_I funzioni

https://www.youtube.com/watch?v=wWozk0nhzhY proteine e aminoacidi

https://www.youtube.com/watch?v=uylVoNeuHpA struttura delle proteine

I carboidrati (o glucidi o zuccheri): hanno come

funzione essenziale quella di fornire energia (4

Calorie al grammo). Devono assicurare dal 55 al

60% dell’energia che si introduce quotidianamente.

La maggior parte di questa energia deve provenire

dai carboidrati complessi, come quelli del pane,

della pasta, del riso, eccetera. Fra questi ultimi va

inclusa la fibra alimentare.


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https://www.youtube.com/watch?v=r6cjrZjYF6Q generalità

https://www.youtube.com/watch?v=v3TOd2sqckQ monosaccaridi

https://www.youtube.com/watch?v=dOeRvaZx2Dk disaccaridi

https://www.youtube.com/watch?v=oL6JvYD2N88 polisaccaridi

I grassi (o lipidi): sono una fonte concentrata di

energia (9 Calorie per grammo) e vanno consumati

in quantità tale da non superare il 25-30% delle

calorie alimentari quotidiane (circa 60-70 grammi

fra grassi di condimento e grassi che fanno parte

integrante dei cibi). Oltre a fornire energia, i grassi

danno sapore al cibo e permettono l’assorbimento delle vitamine liposolubili.


https://www.youtube.com/watch?v=QQIxiFrY6PA generalità

https://www.youtube.com/watch?v=eKzVuWSIfS0 lipidi e fosfolipidi

Le vitamine: sono sostanze organiche molto diverse fra loro, indispensabili in piccola

quantità all’organismo per consentire lo

svolgimento di processi di vitale importanza e la

sintesi di molti componenti indispensabili per la vita

e la salute. Non forniscono direttamente energia e

vanno introdotte con regolarità, perché il nostro

organismo non è capace di fabbricarle. Si trovano

sia negli alimenti vegetali sia in quelli animali e vengono suddivise in due gruppi, a

seconda che siano solubili nei grassi (liposolubili) o in acqua (idrosolubili).


https://www.youtube.com/watch?v=R8thnxwASaU vitamine

https://www.youtube.com/watch?v=ULLc8b70DB4 dove si trovano le vitamine

I minerali: sono sostanze inorganiche che non

forniscono energia, ma svolgono nell’organismo

molte importanti funzioni, partecipando a processi

vitali e alla regolazione dei liquidi corporei.

L’organismo li elimina e li rinnova in continuazione

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e, quindi, devono essere introdotti regolarmente con la dieta. Sono presenti sia nei cibi

vegetali sia in quelli animali.


https://www.youtube.com/watch?v=pkyJ1qpRu3g dove si trovano i sali

https://www.youtube.com/watch?v=Gt_LEsKRrCE cosa sono gli sali

https://www.youtube.com/watch?v=Um3zjgavn8A funzioni sali

L’acqua è il costituente corporeo presente in

maggiore quantità. Viene persa e consumata in

continuazione e deve quindi essere continuamente

reintegrata (con le bevande e con gli alimenti)

perché, pur non fornendo energia, è fondamentale

per la vita: infatti l’acqua è coinvolta in tutte le

reazioni che avvengono nel nostro corpo e svolge importanti funzioni vitali.

I principi nutritivi, quindi, possono essere suddivisi in:

Energetici: forniscono energia per il mantenimento delle funzioni vitali e per le attività

corporee; essi sono diversi a seconda del tipo di organismo considerato.

Plastici: forniscono materiale plastico per la crescita, il rimodellamento, la sostituzione

e la riparazione delle cellule.

Regolatori: forniscono materiale regolatore delle reazioni metaboliche

GUARDA IL VIDEO: YOU TUBE → https://www.youtube.com/watch?v=LNk9TBNWpYY

Se vuoi puoi approfondire questo argomento a pag. 21.

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EVOLUZIONE DELLA DIGESTIONE

Nella singola cellula, e negli organismi unicellulari (es. protisti) e pluricellulari più

semplici (es. spugne) la digestione avviene all’interno di organuli specifici (digestione

intracellulare). Il cibo, una volta ingerito, viene racchiuso in un vacuolo alimentare, una

specie di “stomaco” temporaneo. Il vacuolo si fonde poi con i lisosomi, ricchi di enzimi

(proteine che facilitano le reazioni, se vuoi puoi approfondire a pag. 22) digestivi che

trasformano gli alimenti in molecole più piccole che il citoplasma assorbe. Le sostanze

indigeribili rimangono nel vacuolo e vengono espulse dalla cellula.

Organismi più grandi e complessi hanno perfezionato una sorta di camera interna dove le

particelle alimentari vengono decomposte da enzimi che agiscono fuori delle cellule

(digestione extracellulare). Una

delle soluzioni più semplici è quella

delle meduse: questi organismi

presentano una cavità

gastrovascolare che ha una sola

apertura attraverso la quale entrano

materiali nutritivi ed escono i

prodotti di rifiuto. L’apertura ha cioè

funzione sia di bocca che di ano. Il

cibo catturato con i tentacoli urticanti viene introdotto nella cavità e qui intervengono gli

enzimi che spezzettano il materiale nutritivo. Le cellule che tappezzano la cavità

assorbono le sostanze nutritive che vengono poi ulteriormente digerite con i meccanismi

intracellulari di cui abbiamo già parlato.

La maggior parte degli animali, i lombrichi, i molluschi, gli insetti fino ai vertebrati, ha un

apparato digerente costituito da un canale, come un tubo, che si estende da una estremità

all’altra del corpo. Questo è necessario per gli animali attivi che debbono mangiare con

frequenza.

Il tubo digerente è formato da diverse parti specializzate che elaborano il cibo secondo

una sequenza ordinata:

1. Prima lo frantumano meccanicamente

2. Poi lo demoliscono con gli enzimi

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3. Infine inglobano nelle cellule le piccole molecole alimentari che qui subiscono la

digestione intracellulare.

Osserviamo con più attenzione il lombrico.

Il canale digerente presenta parti

specializzate a seconda della dieta

degli animali. I lombrichi prendono le

sostanze nutritive dai materiali in

decomposizione del suolo. Un

sistema digerente a forma di tubo per un lombrico è molto vantaggioso perché scavando

sottoterra ingerisce continuamente particelle di suolo da una estremità mentre elimina

dall’altra estremità quello che non serve. Si parte con la faringe, poi l’esofago poi è

presente l’ingluvie, un organo dove il cibo si accumula e prosegue verso il ventriglio. Qui il

cibo viene frantumato e raggiunge l’intestino dove gli enzimi demoliscono fino alle

molecole più semplici che vengono inglobate dalle cellule.

Cosa osserviamo invece negli uccelli? Il sistema

digerente degli uccelli è adattato alle esigenze del

volo. L’ingluvie è sempre un organo di accumulo che

consente di far fronte alle enormi richieste caloriche

del volo. Il ventriglio sostituisce i denti, sfrutta infatti i

sassolini accumulati in questo organo e l’azione dei

muscoli per frantumare i semi duri e il rivestimento

degli insetti, cibo preferito di molti uccelli.

Come il lombrico e gli uccelli, l’uomo e gli altri

vertebrati hanno un sistema a forma di canale differenziato in compartimenti nei quali il

cibo viene prima demolito meccanicamente e poi chimicamente (enzimi) prima di essere

assorbito. I canali alimentari dei vertebrati presentano delle differenze in base alla dieta. I

ruminanti (mucche, pecore, capre, cammelli, ippopotami) per esempio hanno sistemi

digerenti elaborati per demolire la cellulosa. La ruminazione (il rigurgito degli alimenti e la

loro rimasticazione) e lo stomaco formato da quattro camere nelle quali avvengono le

prime fasi di demolizione della cellulosa, costituiscono gli adattamenti che consentono di

digerire materiali vegetali duri.

E ora concentriamoci sull’uomo…

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APPARATO DIGERENTE NELL’UOMO Schema degli organi dell'apparato:

1. Bocca 2. Faringe 3. Esofago 4. Stomaco 5. Intestino 6. Fegato e pancreas


https://www.youtube.com/watch?v=vhq-Xjk7WBM

https://www.youtube.com/watch?v=sCkucKUJinc

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BOCCA

La cavità interna della bocca è racchiusa lateralmente e anteriormente dalle arcate

gengivo-dentarie, superiormente

dal palato duro per la parte

anteriore e dal palato molle nella

parte posteriore; dal pavimento

emerge la lingua.

Posteriormente si apre nell'istmo

delle fauci. Nella cavità boccale

avviene la triturazione dei cibi, il

loro impasto con la saliva

(prodotta da ghiandole salivari

che riversano nella cavità della

bocca il loro secreto) e la

riduzione in una poltiglia definita bolo, che, tramite la deglutizione, verrà indirizzata al

canale esofageo.

Le ghiandole salivari producono la saliva, essa contiene una soluzione antibiotica, il

lisozima, ed enzimi come la ptialina che rompe le molecole d'amido e le trasforma

in zuccheri semplici.

I denti sono gli organi della masticazione, essi infatti triturano il cibo e, con l'aiuto della

lingua e della saliva, lo riducono in piccoli frammenti. I "denti da latte" sono 20 e

compaiono i primi mesi dopo la nascita (8 incisivi, 4 canini e 8 molari). I "denti definitivi" si

completano intorno all'età di 20 anni. La "dentizione definitiva" è costituita da 32 denti: 8

incisivi, 4 canini, 8 premolari e 12 molari. I denti sono gli organi della masticazione e

svolgono l'importante compito di frantumare il cibo. L'uomo, che è onnivoro, ha una

dentatura formata da denti di vario tipo, adatti a masticare qualunque cibo. A seconda

della forma, i denti svolgono azioni diverse.

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FARINGE E ESOFAGO

La faringe è il canale muscolo-membranoso del cavo orale che si connette con la bocca, la

cavità nasale, l'esofago, la laringe e l'orecchio medio.

La faringe è parte dell'apparato digerente e di quello respiratorio ed è importante anche

per la fonazione. La faringe umana è convenzionalmente divisa in tre sezioni: la

rinofaringe (la parte superiore), l'orofaringe (la porzione intermedia) e la laringofaringe (la

porzione inferiore).

La volta della rinofaringe é ricoperta da mucosa ed è occupata per buona parte dalla

tonsilla faringea. Il limite superiore dell’orofaringe è il palato molle e il suo limite inferiore è

il margine superiore dell'epiglottide. L’orofaringe è in comunicazione superiormente con la

rinofaringe, inferiormente con la laringofaringe e anteriormente con la cavità orale. Il palato

molle è una grossa piega mucosa collocata posteriormente al palato duro, di consistenza

più morbida e dal colorito rossastro, più scuro rispetto al palato duro. Nella mucosa sono

presenti numerose ghiandole che costituiscono buona parte dello spessore del palato

molle, mentre più profondamente è collocata la componente muscolare.

Nell'estremità posteriore del palato molle si trova l’ugola che ha forma di goccia ed è

ricoperta da mucosa.

Il limite superiore della laringofaringe è il margine superiore dell'epiglottide, inferiormente vi

è l’esofago.

La faringe, quindi, non è delimitata da

pareti proprie: ci sono altri organi vicini

ad essa, che danno “in prestito” le loro

pareti. Dovremmo parlare quindi non di

un organo, ma di una cavità faringea o di

uno spazio mucoso che comunica con

altri spazi mucosi presenti nella parte

facciale della testa.

Nell'uomo la faringe è un canale

muscolo-mucoso del collo; ha la forma di un cono rovesciato, con l'apice rivolto

inferiormente e la base superiormente. È lunga mediamente dai 12 ai 14 cm con una

larghezza variabile principalmente in base al tono muscolare. La faringe rappresenta un

importante crocevia anatomico e funzionale tra gli apparati digerente e respiratorio,

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considerato il passaggio sia del bolo che dell'aria all'interno del canale faringeo. Presenta

nel suo epitelio linfonodi per la difesa contro eventuali agenti patogeni.

L’esofago è un tubo costituito da una parete

fatta di muscoli circolari che presenta particolari

ghiandole. L’esofago ha la funzione di spingere il

cibo dalla bocca allo stomaco. La muscolatura di

forma circolare si contrae in maniera ritmica sopra il

bolo inghiottito, spingendolo verso lo stomaco.

Questa azione, chiamata peristalsi, avviene anche

nello stomaco e nell’intestino ed è molto importante

per far avanzare il cibo lungo il tratto digerente. I

movimenti peristaltici sono così efficaci che è

possibile deglutire anche a testa in giù. La mucosa

(parete interna) dell’esofago secerne una sostanza

fluida (muco) che lo protegge da eventuali escoriazioni e facilita la discesa del bolo.

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STOMACO

Lo stomaco è un sacco muscolare estensibile (accoglie da 2 a 4 litri di sostanze liquide e

solide). L’aprirsi e il chiudersi di un

anello fatto di fibre muscolari

(cardias) regola l’accesso del cibo

proveniente dall’esofago, mentre un

secondo orifizio alla base dello

stomaco (piloro) regola lo sbocco

del cibo nella prima parte

dell’intestino.

Lo stomaco ha tre funzioni

importanti:

1. Funge da serbatoio del cibo, che viene liberato poco a poco nell’intestino tenue.

2. In esso avviene la demolizione meccanica del cibo, realizzata attraverso una serie

di possenti contrazioni peristaltiche, della parete muscolare.

3. Le ghiandole presenti nella mucosa dello stomaco secernono enzimi e altre

sostanze (che costituiscono il succo gastrico) che favoriscono la digestione, come

la gastrina, l’acido cloridrico, il pepsinogeno e il muco.

La gastrina, un ormone, stimola cellule specializzate a produrre acido cloridrico; questo

permette la trasformazione del pepsinogeno (forma inattiva dell’enzima) in pepsina

(forma attiva dell’enzima) che scinde le proteine in molecole più semplici dette peptoni.

La forma inattiva serve a impedire che l’enzima attacchi le cellule dello stomaco;

queste sono protette anche dalla presenza del muco (prodotto da cellule specializzate

dello stomaco), una barriera contro le sostanze (acido e pepsina) che possono

danneggiare lo stomaco.

Gli alimenti nello stomaco vengono trasformati in una poltiglia, detta chimo, che

contiene succhi gastrici e cibo parzialmente digerito. Una successione di onde

peristaltiche spinge il chimo verso l’intestino tenue ma il piloro lascia passare solo

piccole quantità di chimo ad ogni contrazione. Occorrono da due a sei ore, a seconda

dell’entità del pasto, per svuotare completamente lo stomaco. Trascorso questo

periodo i continui movimenti vengono avvertiti come un senso di languore.

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INTESTINO TENUE

L’intestino tenue è uno

stretto tubo avvolto a

spirale e costituisce la

parte più lunga del

canale digerente. Si

divide in tre porzioni:

duodeno, digiuno e ileo.

Le funzioni principali

dell’intestino tenue sono

due: ridurre gli alimenti in molecole di piccole dimensioni e assorbirle, trasferendole nei

vasi sanguigni o linfatici. L’intestino tenue produce sostanze che aiutano la digestione

e ne riceve altre dal fegato e dal pancreas. La parete dell’intestino tenue è costituita da

cellule specializzate a concludere il processo digestivo e assorbire le piccole molecole

che ne derivano. Quindi l’intestino tenue è la principale sede non solo della digestione

chimica (grazie alle sostanze che produce o che provengono dal fegato e pancreas)

ma anche del passaggio (assorbimento) dei

materiali nutritivi nel sangue. L’assorbimento è

agevolato da una superficie interna aumentata

di circa 600 volte rispetto a quella di un tubo

liscio grazie ad una miriade di pieghe e

protuberanze. La parte è sia ripiegata su se

stessa sia ricoperta interamente da piccole estroflessioni chiamate villi. Inoltre ogni

cellula di ciascun villo è ricoperta da microvilli. La parete dell’intestino ha perciò un

aspetto vellutato. Ciascun villo è dotato di una ricca rete di capillari sanguigni e di un

capillare linfatico destinati a distribuire in tutto il corpo le sostanze nutritive assorbite. Il

contatto delle sostanze nutritive con la superficie assorbente dell’intestino tenue è

ulteriormente facilitato da piccole contrazioni delle fibre muscolari. Esaurito

l’assorbimento, quello che resta affluisce nell’intestino crasso.

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INTESTINO CRASSO

L’intestino crasso ha un diametro notevolmente maggiore rispetto all’intestino tenue,

è formato da due parti: il colon, che ne costituisce la maggior parte, e il retto che ne

costituisce gli ultimi 15 cm. Nell’intestino crasso confluiscono i residui della digestione:

una miscela di acqua, grassi e proteine sfuggiti ad ogni attacco, e fibre non digeribili

come le pareti cellulari di verdure e frutti. L’intestino crasso ospita una fiorente

popolazione di batteri che si nutrono a spese delle sostanze non digerite e in cambio

producono vitamine di cui la nostra dieta ci rifornisce in maniera insufficiente. Queste

vitamine vengono assorbite dalle cellule che rivestono l’intestino crasso, insieme

all’acqua residua e ai sali minerali. Quando l’assorbimento è terminato si ha una massa

semisolida formata solo da prodotti di rifiuto ma anche da batteri morti. Movimenti

peristaltici fanno procedere le feci così formate fino al retto la cui distensione stimola la

fuoriuscita di queste attraverso l’ano.


https://www.youtube.com/watch?v=9g6MOqCf0vI

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FEGATO E COLECISTI

Il fegato è la ghiandola più grande

del corpo umano, essa è

posizionata al di sotto

del diaframma e sul lato destro

dell’addome.

È ricoperto da una capsula

connettivale, che lo protegge, e

possiede alcuni legamenti che lo connettono ad altri organi, alla parete addominale

anteriore e al diaframma. Il tessuto epatico è percorso da arterie, vene, vasi linfatici e da

fibre nervose.

La superficie epatica è liscia e soffice, di colore rosso-brunastro, ma nei soggetti obesi può

apparire giallastra, ciò è dovuto alle diffuse infiltrazioni di tessuto adiposo nel parenchima

epati

co

(steat

osi).

Il suo peso rappresenta circa dal 2,5% del peso corporeo, in media da 1,8 a 2,1 kg nella

femmina e da 1,9 a 2,3 kg nel maschio. Il fegato tende a raggiungere le sue maggiori

dimensioni e le sua piena funzionalità verso i 18 anni di età, dopodiché il suo peso

decresce gradualmente con l'avanzare degli anni.

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Il fegato comunica con un organo cavo detto

colecisti o cistifellea, esso ha la forma di una pera

lunga circa 7-10 cm larga circa 3,5 cm e dalla

capacità di 30-50 ml. Essa si trova alloggiata in una

fossetta della faccia inferiore del fegato, comunica

con esso tramite un dotto detto cistico e con il

duodeno (parte dell’intestino tenue) tramite il coledoco.

La colecisti è organo che accumula la bile (prodotta dal fegato) durante il digiuno e lo

riversa nell’intestino tenue durante la digestione.

Il fegato gioca un ruolo fondamentale nel metabolismo (insieme di reazioni chimiche che

un organismo svolge per poter soddisfare le proprie funzioni vitali) e svolge una serie di

processi tra cui

l'immagazzinamento degli zuccheri in eccesso sotto forma di glicogeno,

la sintesi delle proteine del plasma,

la rimozione di sostanze tossiche dal sangue.

Esso inoltre produce la bile, importante nei processi della digestione ed è fino al 6º

mese di vita intrauterina il più importante organo emopoietico (che produce

componenti del sangue). In caso di asportazione della milza, il fegato può

riassumere la funzione di distruzione dei globuli rossi sopperendo alla mancanza

della milza.


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PANCREAS

Il pancreas è una ghiandola

voluminosa, lunga e piatta,

situata trasversalmente nella

parte superiore e posteriore

della cavità addominale.

Nei soggetti giovani

raggiunge un peso di circa

80-100 grammi, che tende a

ridursi con l'avanzare

dell'età; la lunghezza

complessiva si colloca

intorno ai 15 centimetri.

Il pancreas svolge due funzioni: una detta endocrina l’altra detta esocrina. Il primo termine

fa riferimento alla sua capacità di secernere e immettere nel circolo sanguigno degli

ormoni (proteine regolatrici) alcuni dei quali regolano la concentrazione del glucosio nel

sangue, mentre il secondo termine si riferisce alla produzione di enzimi digestivi che

immessi nel tubo digerente terminano la scomposizione chimica di amidi, proteine, grassi

e acidi nucleici.



https://www.youtube.com/watch?v=DTnncwHxt-Y

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Completa la tabella

Nome organo Anatomia (dove si trova o com’è fatto)

Fisiologia (come funziona)

Bocca

Ghiandole salivari

Esofago

Stomaco

Intestino tenue

Fegato

Pancreas

Intestino crasso

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Che cosa hai imparato?

Rispondi alle domande e confronta con la scheda di inizio capitolo “che cosa ne sai?”

A che cosa serve l’alimentazione?

Che cosa sono i nutrienti?

Fai un esempio di pasto bilanciato giustificando la scelta fatta

Quali ruoli svolge l’apparato digerente?

Quali organi formano l’apparato digerente?

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APPROFONDIMENTO N. 1: MACRO E MICRONUTRIENTI

I macronutrienti sono sostanze necessarie per la produzione di energia e per

fornire materiale plastico per la crescita e la rigenerazione del corpo. In particolare:

i carboidrati, o glucidi, sono la fonte energetica principale in quanto vengono

rapidamente metabolizzati in glucosio che viene usato come "carburante" per lo

svolgersi di tutte le funzioni delle cellule e dei tessuti. Le maggiori fonti alimentari di

carboidrati sono gli alimenti farinacei (pasta, pane,.), le patate, la frutta e il latte.

le proteine sono il principale materiale plastico che serve per la costruzione dei

tessuti e degli organi. I muscoli per esempio sono principalmente costituiti da

proteine. L'assunzione di proteine è quindi molto importante nei bambini in crescita,

poiché devono "costruire" il proprio corpo, ma sono indispensabili anche in età

adulta per la rigenerazione dei tessuti. Le proteine inoltre hanno una funzione

importante per il sistema immunitario e ormonale, e possono essere usate per

produrre energia in carenza di glucidi. Le maggiori fonti alimentari di proteine sono

la carne, animali acquatici come pesci, il latte e le uova, ma anche i legumi (soia,

fagioli, piselli) ne sono molto ricchi. Nella scelta degli alimenti proteici è importante

considerarne il valore biologico.

i lipidi sono un'importante fonte di energia e possono servire come riserva in quanto

vengono utilizzati più lentamente dei glucidi. Sono inoltre fondamentali per il

mantenimento delle membrane cellulari e per l'assorbimento di alcune vitamine (A,

D, E, e K). I lipidi sono contenuti soprattutto nei condimenti grassi come burro, olio,

strutto e lardo, ma anche nella carne, nel pesce e nella frutta secca (noci, mandorle

ecc.). La qualità e gli effetti sulla salute dei lipidi sono direttamente correlati al loro

contenuto in acidi grassi, che differisce molto tra grassi di origine animale e

vegetale.

I micronutrienti sono sostanze nutritive che devono necessariamente essere assunte,

anche in piccola quantità, dall'organismo, in quanto indispensabili ai fini del

metabolismo.

In particolare si suddividono in: vitamine e minerali.

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APPROFONDIMENTO N. 2. GLI ENZIMI

Si definisce enzima una sostanza che accelera una reazione (catalizzatore) nei

processi biologici.

La stragrande maggioranza degli enzimi sono proteine.

Avvenuta la reazione, il prodotto viene allontanato dall'enzima, che rimane disponibile

per iniziarne una nuova. L'enzima infatti non viene consumato durante la reazione.

Ogni enzima si lega ai suoi substrati come una chiave alla sua serratura, in modo

esclusivo in una sua porzione detta sito attivo, in questa sede le sostanze legate si

modificano poi si

allontanano dal sito

lasciandolo libero

di promuovere altre

reazioni.

L'attività di un enzima può essere influenzata da altre molecole che

possono inibirla (molti farmaci e veleni sono inibitori enzimatici), o aumentarla. Tale

attività può essere anche influenzata dalla temperatura, dal pH e dalla concentrazione

dei reagenti.

Gli enzimi portano a termine una gran quantità di funzioni all'interno degli organismi

viventi.

Nel metabolismo delle cellule, catene di enzimi consentono di generare prodotti ad una

velocità tale da soddisfare le necessità della cellula. In questo caso gli enzimi lavorano

in successione: ogni enzima utilizza il prodotto della reazione precedente come

substrato. La rete del metabolismo cellulare dipende dunque dal set di enzimi funzionali

presenti.

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Un'altra importante funzione degli enzimi è collegata alla digestione negli animali.

Enzimi come le amilasi e le proteasi sono in grado di ridurre le macromolecole

(es. amido e proteine) in unità semplici (maltosio e amminoacidi), assorbibili

dall'intestino. In alcuni casi gli enzimi necessari alla digestione possono essere prodotti

da organismi ospiti del tubo digerente: nei ruminanti, ad esempio, la cellulasi necessaria

alla degradazione della cellulosa è prodotta da alcune specie batteriche.

Gli enzimi sono anche in grado di generare movimento, come avviene ad esempio con

la miosina, che genera la contrazione muscolare.

I virus contengono numerosi enzimi che permettono loro di infettare le cellule.

Gli enzimi svolgono nei processi cellulari un ruolo determinante, infatti il

malfunzionamento di un solo enzima (su migliaia) è in grado di indurre una patologia

seria. Per ogni enzima esiste una patologia da malfunzionamento presente solitamente

in percentuali di popolazione tale da renderle le tipiche patologie rare.

Un esempio è la fenilchetonuria che è dovuta alla mutazione di un solo amminoacido

nel gene. Tale mutazione genera la perdita di ogni attività enzimatica, con

conseguenze neurologiche gravi, tra cui un importante ritardo mentale

Applicazioni industriali

Gli enzimi sono enormemente utilizzati nell'industria chimica e in altre applicazioni

industriali che richiedono catalizzatori estremamente specifici. Le principali limitazioni al

loro impiego sono la scarsa stabilità in solventi differenti da quello biologico e il numero

limitato di reazioni per cui tali enzimi sono efficaci.

Settore Applicazion

e Enzimi utilizzati Funzioni

Industria alimentare

Panificazione

α-amilasi fungine.

Catalizzano la conversione dell'amido presente nella farina in zuccheri semplici. Utilizzate nella produzione di pane in genere, si inattivano intorno ai 50 °C e sono dunque distrutte durante il processo di cottura.

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Proteasi

I produttori di biscotti le utilizzando per ridurre la concentrazione di proteine nella farina.

Alimenti per neonati

Tripsina

Proteasi utilizzata per predigerire gli alimenti destinati ai neonati.

Birrificazione

Enzimi contenuti nell'orzo.

Degradano amido e proteine producendo zuccheri semplici, amminoacidi e brevi peptidi, utilizzati dai lieviti per la fermentazione.

Enzimi dell'orzo prodotti industrialmente.

Largamente utilizzati per la birrificazione industriale come sostituto degli enzimi naturali dell'orzo.

Amilasi, glucanasi e proteasi Degradano i polisaccaridi e le proteine del malto.

Beta glucosidasi Ottimizza il processo di filtrazione.

Amiloglucosidasi

Permette la produzione di birre a basso contenuto calorico.

Proteasi Rimuovono la torbidezza che si genera durante la conservazione delle birre.

Succhi di frutta

Cellulasi, pectinasi Chiarificano i succhi di frutta

Industria casearia

Rennina

Derivata dallo stomaco di giovani ruminanti (come vitelli e agnelli), è usata nella manifattura di formaggi per idrolizzare proteine.

Vari enzimi prodotti da Il loro impiego è crescente nel

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microrganismi settore.

Lipasi

Utilizzata nella produzione di formaggi come il Roquefort.

Lattasi

Degradano il lattosio a glucosio e galattosio.

Intenerimento della carne

Papaina

Con la sua azione proteolitica, ammorbidisce la carne per la cottura.

Trattamento dell'amido

Amilasi, amiloglucosidasi e glucoamilasi

Convertono l'amido in glucosio (molto utilizzati nella produzione di sciroppi).

Glucosio isomerasi

Converte il glucosio in fruttosio, per la produzione di sciroppi ad alta concentrazione di fruttosio (che, rispetto al saccarosio, presenta alte caratteristiche dolcificanti e basso contenuto calorico).

industria cartiera

Amilasi, xilanasi, cellulasi e ligninasi

Le amilasi favoriscono la degradazione dell'amido, al fine di ottenere una viscosità inferiore. Le xilanasi favoriscono lo sbiancamento della carta. Le cellulasi ammorbidiscolo le fibre. Le ligninasi rimuovono la lignina per rendere la carta più morbida.

Produzione di biocarburanti

Cellulasi

Utilizzate per degradare la cellulosa in zuccheri semplici utilizzabili per le fermentazioni.

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Detersivi

Soprattutto proteasi, in una specifica isoforma in grado di funzionare all'esterno delle cellule

Utilizzate nelle fasi di prelavaggio, con applicazione diretta sulle macchie di natura proteica.

Amilasi

Utilizzate per il lavaggio di stoviglie con macchie particolarmente resistenti di amido e derivati.

Lipasi Utilizzate per ottimizzare la rimozione di macchie di unto e grassi di vario tipo.

Pulizia delle lenti a contatto

Proteasi Permettono la rimozione di varie proteine dalle lenti, per prevenire eventuali infezioni.

Produzione di gomma Catalasi

Consente la produzione di ossigeno a partire dal perossido, per convertire il lattice in gomma schiumosa.

Fotografia Proteasi (ficina) Degradano la gelatina presente sulle pellicole di scarto per il recupero del contenuto di argento.

Biologia molecolare

Enzimi di restrizione, DNA ligasi e polimerasi

Utilizzate per la manipolazione del DNA nelle tecniche di ingegneria genetica. Ampi utilizzi in farmacologia, agricoltura e medicina (tra cui la medicina forense).

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APPROFONDIMENTO N. 3: IL FEGATO

Anatomia microscopica del fegato

Il tessuto epatico è organizzato in strutture dette lobuli, simili a prismi a base esagonale.

Ciascun lobulo è delimitato da sottili setti connettivali ed è formato da lamine di tessuto

epatico intervallate da vasi sanguigni e canali biliari.

Nel fegato di trovano diverse tipologie cellulari, le principali sono: gli epatociti, le cellule

stellate e le cellule di Kupffer.

Gli epatociti sono le cellule più numerose del fegato, ne costituiscono l'80% del volume

e circa il 60% per numero. La loro forma è poliedrica, con un numero di superfici

variabile da sei a dodici, il loro diametro varia da 20 a 30 µm. Sono spesso polinucleate

(possono arrivare ad avere anche quattro nuclei), e rappresentano un tipo di cellula in

cui gli organelli sono più sviluppati e rappresentati rispetto ad altri tipi, a causa della

grande varietà di compiti cui devono assolvere.

Le cellule stellate sono molto meno numerose degli epatociti, sono poste all’interno del

lobulo ed hanno una forma stellata o irregolare. Il loro citoplasma è ricco di vescicole

contenenti vitamina A, sono fondamentali nella rigenerazione del fegato poiché

secernono fattori di crescita responsabili della rigenerazione degli epatociti e della

produzione di tessuto cicatriziale a seguito di lesioni o interventi chirurgici. Altre

sostanze da loro secrete concorrono all'omeostasi (mantenimento delle condizioni

interne al variare di quelle esterne) dell'organo.

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Le cellule di Kupffer, sono i macrofagi del fegato (un tipo di globulo bianco) e si

collocano nei vasi sanguigni venosi. La loro forma è variabile ed irregolare, presenta

numerose estroflessioni. La loro funzione è quella di rimuovere per fagocitosi eventuali

detriti presenti nel sangue che arriva agli epatociti, ma possono anche stimolare il

sistema immunitario. Rimuovono gli eritrociti (globuli rossi) invecchiati o danneggiati

agendo in modo complementare alla milza (che possono sostituire in caso

di splenectomia).

Fisiologia del fegato

Le funzioni del fegato sono espletate dagli epatociti.

Produce e secerne la bile, usata per emulsionare i grassi. Parte della bile viene riversata

direttamente nel duodeno, parte viene accumulata nella cistifellea.

Svolge numerose funzioni nel metabolismo dei carboidrati e delle proteine:

- la sintesi del glucosio a partire da alcuni amminoacidi, dall'acido lattico o dal glicerolo;

- la formazione del glucosio dal glicogeno (reazione che avviene anche all'interno

dei muscoli);

- la sintesi del glicogeno a partire dal glucosio;

- la demolizione di ormoni;

- il metabolismo delle proteine.

Interviene nel metabolismo dei lipidi:

- la sintesi del colesterolo;

- la sintesi dei trigliceridi.

Produce molte proteine del sangue tra cui i fattori della coagulazione

Demolisce l'emoglobina, creando metaboliti che vengono aggiunti alla bile come

pigmenti.

Demolisce numerose sostanze tossiche e numerosi farmaci nel processo noto

come metabolismo dei farmaci. Il processo può portare ad intossicazione, quando il

metabolita è più tossico del suo precursore.

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Converte l'ammoniaca in urea.

Funge da deposito per numerose sostanze, tra cui il glucosio (sotto forma di glicogeno),

la vitamina B12, il ferro e il rame.

Nel feto fino al terzo mese, il fegato è la sede principale della produzione di globuli rossi;

viene rimpiazzato in questo compito dal midollo osseo alla 32ª settimana di gestazione.

Contiene numerose cellule specializzate del sistema immunitario che agiscono da "filtro"

nei confronti degli antigeni (molecole capaci i attivare la risposta immunitaria) trasportati

dal sistema della venoso.

Attualmente non esiste un organo artificiale capace di emulare tutte le funzioni del

fegato.

Patologie del fegato

Molte malattie del fegato sono accompagnate dall'itterizia causata dall'incremento dei

livelli di bilirubina nell'organismo. La bilirubina è il risultato della decomposizione

dell'emoglobina dei globuli rossi morti; normalmente viene rimossa dal fegato e escreta

attraverso la bile.

Insufficienza epatica: compromissione più o meno marcata della funzionalità del fegato

dovuta a varie possibili cause.

- epatite: infiammazione del fegato, viene causata da vari virus, ma anche da alcune

sostanze tossiche, da malattie autoimmuni e da condizioni ereditarie;

- cirrosi epatica: è la formazione di tessuto fibroso all'interno del fegato in sostituzione

degli epatociti morti. La morte delle cellule epatiche può essere causata da epatite

virale, alcolismo o intossicazione da altre sostanze tossiche;

- la steatosi epatica: accumulo di lipidi nel fegato;

- tumori benigni: come l'adenoma, l'angioma, l'iperplasia focale nodulare.

- il cancro del fegato: primario oppure come metastasi (riproduzione a distanza

nell’organismo di un processo tumorale) di cancro in altre zone dell'apparato digerente.

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Chirurgia

Il primo trapianto di fegato, realizzato con successo, avvenne nel 1967. Bisognerà

aspettare gli anni ottanta perché diventi un trattamento clinico standard, grazie

all'introduzione di farmaci che evitano il rigetto di trapianto. La maggior parte dei

trapianti vengono effettuati in caso di malattie che portano a lesioni permanenti del

fegato o di cirrosi (come le epatiti virali, alcoliche ed autoimmuni e la cirrosi biliare

primitiva).

Inoltre il fegato può essere oggetto di resezione chirurgica, spesso per il tentativo di

eradicare una massa tumorale.

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APPROFONDIMENTO N. 4: IL PANCREAS

Dal punto di vista anatomico, il pancreas viene normalmente suddiviso in tre porzioni,

che prendono il nome di testa (accolta nella concavità del duodeno), corpo e coda (che si

spinge fino all'ilo della milza).

Anteriormente al pancreas vi è lo stomaco, che lo copre completamente.

Misura circa 12–15 cm dalla testa alla coda in età adulta, è largo 4 cm e spesso 2 cm. È

di colore rosa salmone, ha una consistenza piuttosto dura e mostra una superficie

lobulata

Anatomia microscopica del pancreas

Il pancreas è funzionalmente suddiviso in una parte esocrina preponderante (97-99% del

totale, che produce sostanze che vengono riversate nell’intestino tenue), formata dagli

acini pancreatici e in una endocrina (1-3% che produce sostanze che vengono riversate

nel circolo sanguigno) costituita dalle isole di Langerhans .

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Il pancreas esocrino è suddiviso in due lobuli da setti di tessuto connettivo in cui si

trovano i vasi sanguigni,

i vasi linfatici e i nervi.

Ciascun lobulo

pancreatico è suddiviso

in centinaia di acini,

raggruppamenti cellulari

sferici e unità secernenti

della ghiandola.

Le cellule acinose

pancreatiche hanno forma piramidale, possiedono un nucleo tondeggiante, un reticolo

endoplasmatico rugoso particolarmente sviluppato (data la loro funzione secretoria), un

reticolo endoplasmatico liscio discretamente sviluppato, molti mitocondri, numerosi

ribosomi, un apparato di Golgi piuttosto sviluppato e in posizione centrale, mentre nella

porzione apicale della cellula si riscontrano quasi sempre grandi granuli sferici contenenti

proenzimi, in forma inattiva che costituiscono il succo pancreatico.

Il pancreas endocrino

è costituito da circa 1

milione di isole di

Langerhans,

ammassi cellulari

(diametro: 100

micrometri) di forma

tondeggiante ,

distribuiti in

particolare nella coda

e nel corpo della

ghiandola,

possiedono una ricca

innervazione tanto che quasi tutte le cellule sono a contatto con un capillare in cui

riversano i loro ormoni e molte con terminazioni nervose.

Sono stati identificati cinque tipi cellulari all'interno di ciascuna isola di Langerhans, tra

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questi le cellule α sono disposte alla periferia dell'isola, sono piuttosto numerose (15-

20% del totale) e secernono glucagone, le cellule β sono le più numerose (65-80%),

poste perlopiù centralmente nelle isole e secernono insulina.

Fisiologia del pancreas

Gli acini pancreatici sono responsabili della secrezione esocrina producono quindi gli

enzimi digestivi che nel complesso danno origine al cosiddetto succo pancreatico, essi

sono:

AMILASI: trasforma l'amido alimentare in una miscela di zuccheri semplici.

CHIMOTRIPSINA, TRIPSINA, CARBOSSIPEPTIDASI: scompongono i segmenti di

proteine prodotti dallo stomaco in aminoacidi.

LIPASI: coadiuvata dalla bile scompone i grassi nei loro componenti più elementari

(glicerolo ed acidi grassi).

RIBONUCLEASI e DESOSSIRIBONUCLEASI: demoliscono, rispettivamente, gli acidi

ribonucleici (RNA) e desossiribonucleici (DNA).

Oltre a questi enzimi digestivi, il succo pancreatico è ricco di ioni bicarbonato

fondamentali per tamponare l'acidità del chimo proveniente dallo stomaco e garantire un

ambiente favorevole all'attività degli stessi enzimi digestivi.

Le isole del Langerhans svolgono la secrezione endocrina del pancreas mediante la

quale controllano il metabolismo degli zuccheri, dei grassi e delle proteine.

In particolare producono due ormoni importantissimi per regolare il livello di glucosio nel

sangue: l’insulina e il glucagone.

L’insulina stimola l’accumulo del glucosio in eccesso sotto forma di glicogeno nel fegato

e nei muscoli.

Il glucagone è antagonista dell’insulina, promuove cioè il processo inverso quindi la

liberazione di glucosio dalle riserve di glicogeno.

Patologie del pancreas

La più nota e diffusa patologia del pancreas è il diabete.

Il diabete mellito, o più semplicemente diabete, è una malattia metabolica causata da un

calo di attività dell'insulina.

In particolare, il diabete può essere dovuto a:

Una ridotta disponibilità di insulina: c'è meno insulina di quanta ne servirebbe

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all'organismo per il suo corretto funzionamento;

Un impedimento alla normale azione dell'insulina: l'insulina è presente, ma l'organismo

non riesce a farne buon uso;

Una combinazione dei due sopraccitati fattori: l'insulina è poca e non funziona in modo

adeguato.

In Italia, i dati ISTAT 2015 segnalano che soffre di diabete mellito il 5,4% degli

italiani (sia tra i maschi che tra le femmine), il che vuol dire oltre 3 milioni di persone.

Per quanto concerne la prevalenza del diabete nel nostro Paese, questa è aumentata dal

3,9%, nel 2001, al 4,7%, nel 2015.

A livello geografico, le zone in cui la prevalenza del diabete risulta più elevata sono

le regioni del Meridione, in particolare la Calabria.

La classificazione del diabete mellito vede tre tipologie principali:

Il diabete mellito di tipo 1. È dovuto ad un malfunzionamento del sistema immunitario, il

quale, riconoscendo come estranee le cellule beta pancreatiche delle isole di

Langerhans, le aggredisce e le distrugge.

Poiché è implicato il sistema immunitario, il diabete mellito di tipo 1 rientra a pieno diritto

tra le malattie autoimmuni.

Il diabete mellito di tipo 2. Questo comprende tutte le forme di diabete, dovute a

un deficit di secrezione dell'insulina, da parte delle cellule beta pancreatiche delle isole di

Langerhans,

resistenza dei tessuti dell'organismo all'azione dell'insulina (condizione, questa, nota

come insulino-resistenza).

Il diabete gestazionale. Comprende le forme di diabete secondarie allo stato di

gravidanza. In genere, è un fenomeno transitorio

dispensa nutrizione 22-10 -...

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