A dixestión é o proceso de transformación dos alimentos, previamente inxeridos, en substancias máis sinxelas, que poidan ser absorbidas. Na dixestión, as macromoléculas que compoñen os alimentos son divididas en moléculas máis pequenas, doadamente absorbibles e utilizables polas células. A dixestión ocorre tanto en organismos unicelulares coma pluricelulares, e no interior das células. Neste proceso participan diferentes tipos de encimas. O aparato dixestivo é moi importante na dixestión xa que os organismos heterótrofos dependen de fontes externas de materias primas e enerxía para a medra, mantemento e funcionamento. O alimento emprégase para xerar e reparar tecidos e obtención de enerxía. Os organismos autótrofos (as plantas, organismos fotosintéticos), pola contra, captan a enerxía lumínica e transfórmana en enerxía química, utilizable polos animais.
En cada paso da conversión enerxética dun nivel a outro hai unha perda de materia e enerxía utilizable asociada ao mantemento de tecidos e tamén á degradación do alimento en partículas máis pequenas, que despois se reconstituirán en moléculas dos tecidos máis complexas.
Tipos de dixestión
Dixestión intracelular As partículas alimenticias quedan englobadas por unha vesícula no interior da célula. Os lisosomas verten enzimas hidrolíticos ao interior desta vesícula, formándose así un vacúolo dixestivo no que se realizará a dixestión química dos alimentos. Unha vez degradados estes, os nutrientes atravesan a membrana do vacúolo e incorpóranse ao hialoplasma celular. Os produtos de refugallo son expulsados ao exterior por medio dun vacúolo fecal. Esta modalidade de dixestión é propia das esponxas.
Dixestión mixta Este tipo de dixestión transcorre en dúas etapas, unha intracelular e outra extracelular. É moi normal en animais como os cnidarios e os platihelmintos. Nos cnidarios a dixestión iníciase na cavidade gastrovascular, onde as células que recobren as súas paredes segregan enzimas que degradan as proteínas. A dixestión continúa no interior das células dixestivas situadas no gastroderma, capa de células que recobre a cavidade gastrovascular, dende onde os nutrientes pasan por difusión a outras células. Finalmente, o alimento non dixerido expúlsase pola boca.
Dixestión extracelular A dixestión realízase fóra das células, concretamente nas cavidades internas que forman o tubo dixestivo. Dende o punto de vista da adaptación é unha modalidade que permite a inxestión de partículas alimenticias de maior tamaño, co que o proceso de dixestión se converte en intermitente. É propia de moitos invertebrados e de todos os vertebrados.
Proceso dixestivo
A dixestión nos seres vivos pode ser interna (dentro do corpo) ou externa (fóra). A dixestión pode ser tamén extracelular (fóra das células) ou intracelular (dentro). A interna ten lugar normalmente na luz do tubo dixestivo, ou en cavidades internas como a cavidades gastrovascular dos cnidarios. O tubo dixestivo presenta especializacións en distintas rexións do mesmo, que dependen da especie animal. Algúns animais non teñen aparato dixestivo, como as tenias, que pola súa vida parasitaria no intestino do hóspede absorben pola súa pel os alimentos xa dixeridos polo hóspede, ou as esponxas, nas cales as células chamadas coanocitos capturan os alimentos pola súa conta, e outras células chamadas amebocitos dixírenos. Algúns animais con tubo dixestivo poden realizar a dixestión fóra do seu corpo, como as arañas, que inxectan toxinas e encimas dentro das súas presas, que se dixiren por dentro, e despois a araña aspira o líquido do seu interior. Os fungos realizan tamén unha dixestión externa ao segregaren encimas ao ambiente que os rodea.Dusenbery, David B. (1996). Life at Small Scale, p. 113-115. Scientific American Library, Nova York. ISBN 0-7167-5060-0 Algunhas especies de bacterias poden tamén segregar encimas dixestivos fóra da célula, pero a maioría absorben substancias moi sinxelas que non precisan dixestión.
A dixestión intracelular é a única utilizada por aqueles protozoos que se alimentan depredando a outros organismos, os cales quedan incluídos en vacúolos fagocíticos nos cales se realiza a dixestión por medio de encimas lisosómicos. Outras veces a dixestión intracelular é un complemento da extracelular, como no caso dos Cnidarios.
O sistema dixestivo é un tubo cun só sentido de circulación normal, con órganos accesorios como o fígado, a vesícula biliar, glándulas salivares e o páncreas, que axudan no proceso químico da dixestión. As propias paredes do tubo dixestivo poden producir secrecións. O proceso de inxestión, normalmente implica algún dos tipos de procesamento mecánico ou químico; normalmente está constituída por procesos mecánicos, que se encargan de reducir o tamaño dos alimentos, e por unha acción química que é a responsable de reducir aínda máis o tamaño das partículas e preparalas para a absorción.
Plantas carnívoras miniatura|esquerda|Algunhas plantas como a rorella (Drosera) da imaxe adquiriron por adaptación evolutiva a capacidade de atrapar e dixerir animais para obter deles nutrientes como o nitróxeno, xa que viven nun solo pobre en nutrientes minerais. De todos modos, non realizan esta dixestión para obter enerxía, xa que realizan tamén a fotosíntese. As plantas son seres autótrofos fotosintéticos, polo que non precisan inxerir alimentos e facerlles a dixestión, pero algunhas plantas carnívoras, poden dixerir extracelularmente pequenos animaliños, xeralmente insectos. Son plantas que viven en chans pobres en nutrientes minerais, como os nitratos, polo que a planta utiliza os insectos que captura para obter principalmente nitróxeno. Non os usan para obter enerxía, xa que fan tamén a fotosíntese, polo que a función desta dixestión non é a mesma que nos animais. Estas plantas teñen trampas para capturar os insectos como follas que se pechan de súpeto, pelos pegañentos ou cavidades escorregadizas cheas de líquido. A planta segrega encimas extracelularmente que dixiren o insecto no lugar en que queda atrapado e despois absorbe os produtos resultantes.
Dixestión nos ruminantes miniatura|dereita|Ilustración moi esquemática do estómago dos ruminantes. Os ruminantes son peculiares, a que teñen un estómago dividido en varias cavidades e realizan dúas mastigacións da comida; primeiro unha mastigación rápida para inxerir a herba e despois o alimento volve á boca e realizan unha segunda mastigación máis de vagar. Os ruminantes non poden dixerir por si mesmos a celulosa da herba, per teñen microorganismos simbiontes no seu estómago, que posúen o encima celulase, que a pode dixerir. O estómago dos ruminantes está dividido en catro partes: rume, retículo, omaso e abomaso, pero só o abomaso posúe glándulas secretoras, polo que a maior parte da dixestión depende dos microorganismos. O alimento chega ao rume, onde é parcialmente dixerido pola flora microbiana (bacterias, lévedos e protozoos) que vive alí. A celulosa e carbohidratos son atacados polos encimas microbianos e fermentados, orixinándose gases (dióxido de carbono, metano, que se arrotan) e ácidos orgánicos pequenos, polo que queda moi pouca glicosa dispoñible para o animal, razón pola cal este terá que obtela despois no seu metabolismo por medio dunha intensa gliconeoxénese a partir deses ácidos orgánicos. As proteínas son degradadas en gran parte polas proteases microbianas, pero tamén hai unha dixestión final no abomaso e intestino delgado. Os triglicéridos son tamén dixeridos pola flora microbiana do rume.
Nos herbívoros non ruminantes (cabalo, coello...) o estómago non está dividido en cavidades, pero a dixestión tamén é fundamentalmente microbiana. Teñen grandes cegos e colons, que funcionan como cámaras de fermentación microbianas, e o intestino groso está preparado para a absorción de nutrientes.
Procesos dixestivos A dixestión nos animais comprende dous tipos de procesos: Dixestión mecánica. Consiste na trituración e mestura do alimento. Os alimentos son triturados cos dentes durante a mastigación (aínda que non todos os animais mastigan) ou en cavidades especializadas, como os boches das aves. A mestura do alimento cos zumes dixestivos e demais secrecións realízase grazas aos movementos peristálticos da musculatura lisa da parede do tubo dixestivo, que moven o alimento cara a adiante e atrás e fano avanzar en dirección ao ano. A musculatura tamén realiza o acto de tragar, que ten lugar na farinxe. Dixestión química. Consiste na mestura do alimento con ácidos e encimas, para que as macromoléculas sexan hidrolizadas en moléculas máis pequenas. O estómago segrega ácido clorhídrico, que macera o alimento e rebaixa o pH (acidez), para que este sexa o óptimo para que actúen os encimas, pero este ácido non dixire os alimentos. No intestino delgado vértese bicarbonato, que fai aumentar o pH (alcalinización). As glándulas anexas ao tubo dixestivo e as propias paredes do mesmo segregan encimas dixestivos que atacan os distintos compoñentes químicos dos alimentos, reducíndoos a moléculas cada vez máis pequenas que poidan ser absorbibles. Outras substancias químicas segregadas (polo fígado) son os sales biliares, que actúan emulsionando as graxas, o que facilita a súa dixestión.
Os encimas que conteñen os zumes dixestivos converten os alimentos, agás a fibra vexetal, nunha disolución de moléculas sinxelas, que se absorben na mucosa do intestino delgado. A absorción é o paso das substancias dixeridas que estaban na luz do tubo dixestivo ao sangue. Realízana os enterocitos, que poden facer un procesamento final das moléculas. A parede do intestino está pregada e ten vilosidades, formadas por células con microvilosidades (microvilli). Estas adaptacións fan que aumente moito a superficie de absorción. Os procesos que interveñen son a osmose, difusión e transporte activo. As substancias que non foron dixeridas pasan ao intestino groso, onde constituirán as feces, que se expulsarán do corpo (exestión).
Dixestión e absorción de proteínas Os aminoácidos son as biomoléculas que se unen entre si formando as proteínas.Müller-Esterl, Werner. Bioquímica : fundamentos para medicina y ciencias de la vida / Werner Müller-Esterl ; coa colaboración de Ulrich Brandt ... [et al.] Barcelona : Reverté , cop. 2008 p161 ISBN 978-84-291-7393-2Stryer, Lubert. Bioquímica : cuarta edición. Publicación Barcelona: Reverté, cop. 1995
miniatura|dereita|Proceso da dixestión e absorción das proteínas
A maioría dos aminoácidos inxeridos na dieta están formando parte de proteínas (que se encontran principalmente en alimentos como leite, carne, ovos...). Pero os aminoácidos só se poden incorporar ás rutas metabólicas de forma libre, e por este motivo as proteínas e péptidos deben ser hidrolizadas por encimas proteoliticos segregados polo aparato dixestivo. Así, son descompostas en aminoácidos, que son absorbidos no intestino e pasarán ao sangue para incorporarse ao conxunto de aminoácidos do corpo.
Dixestión das proteínas no estómago A dixestión comeza no estómago. Cando chegan alimentos ricos en proteínas estimúlase a secreción de gastrina que á súa vez estimula a formación de HCl. Grazas a este pH ácido, as proteínas globulares dos alimentos desnaturalízanse o que facilita que sexan máis accesibles á hidrólise. miniatura|esquerda|Estrutura da pepsina. O proceso iníciase por acción da pepsina, un enzima dixestivo segregado pola mucosa gástrica. Este encima fórmase a partir do seu precursor, o pepsinóxeno. Cando o HCl actúa sobre o pepsinóxeno este perde unha parte da súa cadea proteica e transfórmase en pepsina que actúa como protease. A pepsina hidroliza enlaces nos que interveñen aminoácidos aromáticos (comezando a cortar as proteínas), dando lugar a péptidos de lonxitude variable e algúns aminoácidos libres.
Dixestión das proteínas no intestino