Organele și sistemele de organe la animale – Nutriția
Studiul proceselor de nutriție la animale, cu accent pe sistemul digestiv și fiziologia digestiei.
Bacalaureat
Alcătuirea sistemului digestiv la om
Nutriția heterotrofă a animalelor presupune preluarea substanțelor organice gata formate din hrană și transformarea lor în molecule simple, absorbabile. Acest rol revine sistemului digestiv, alcătuit din tubul digestiv și glandele anexe.
Segmentele tubului digestiv, în ordinea străbătută de hrană — ordinea însăși e cerută la examen:
- cavitatea bucală — cu dinții și limba;
- faringele — răspântia căilor digestivă și respiratorie;
- esofagul — conduct de tranzit al bolului alimentar;
- stomacul — segmentul cel mai dilatat, situat sub diafragmă;
- intestinul subțire (circa 4–6 m) — cu trei porțiuni: duoden (în care se varsă bila și sucul pancreatic), jejun și ileon;
- intestinul gros (circa 1,6 m) — cec (cu apendicele), colon și rect, terminat cu anusul.
Glandele anexe: glandele salivare (secretă saliva), ficatul (secretă bila, depozitată în vezica biliară) și pancreasul exocrin (secretă sucul pancreatic). Confuzie frecventă: bila și sucul pancreatic se varsă amândouă în duoden, NU în stomac.
Digestia mecanică și digestia chimică
Digestia este ansamblul transformărilor suferite de alimente pentru a deveni absorbabile. Are două componente care se desfășoară SIMULTAN, nu succesiv:
- Digestia mecanică — mărunțirea alimentelor (masticația), amestecarea cu sucurile digestive și transportul de-a lungul tubului (deglutiția, mișcările peristaltice). Nu modifică natura chimică a substanțelor, doar mărește suprafața de contact cu enzimele.
- Digestia chimică — descompunerea moleculelor complexe în molecule simple, sub acțiunea enzimelor din sucurile digestive. Fiecare clasă de enzime acționează pe un singur tip de substrat:
- amilazele descompun glucidele (amidonul) până la glucoză;
- proteazele (pepsina gastrică, tripsina pancreatică) descompun proteinele până la aminoacizi;
- lipazele descompun lipidele în acizi grași și glicerol.
Bila NU conține enzime — ea doar emulsionează lipidele (le fragmentează în picături fine), pregătindu-le pentru acțiunea lipazelor. Este cea mai frecventă capcană de examen la acest capitol: bila participă la digestia lipidelor, dar mecanic, nu enzimatic.
Fiziologia digestiei la om, pe segmente
În cavitatea bucală: masticația + insalivația. Amilaza salivară (ptialina) începe digestia amidonului. Rezultatul este bolul alimentar, înghițit prin deglutiție.
În stomac: bolul e amestecat cu sucul gastric, care conține acid clorhidric (HCl), pepsină și mucus. HCl activează pepsina și distruge microorganismele; pepsina începe digestia proteinelor; mucusul protejează peretele gastric de autodigestie. Rezultatul este o pastă acidă numită chim gastric. De reținut: în stomac NU se digeră amidon (ptialina e inactivată de aciditate) și practic nici lipide.
În intestinul subțire — sediul principal al digestiei chimice — acționează trei sucuri:
- bila (ficat): emulsionează lipidele, neutralizează aciditatea chimului;
- sucul pancreatic: amilaza pancreatică (glucide), tripsina (proteine), lipaza pancreatică (lipide);
- sucul intestinal: enzime care finalizează digestia până la produșii finali.
Produșii finali ai digestiei: glucoza (din glucide), aminoacizii (din proteine), acizii grași și glicerolul (din lipide). Rezultatul digestiei intestinale se numește chil intestinal.
În intestinul gros nu mai există digestie enzimatică proprie: se absoarbe apa, flora bacteriană fermentează resturile și sintetizează unele vitamine (K, B), iar resturile nedigerate formează materiile fecale, eliminate prin defecație.
Absorbția substanțelor nutritive
Absorbția este trecerea produșilor finali ai digestiei din tubul digestiv în sânge și limfă. Se realizează în cea mai mare parte în intestinul subțire, care este perfect adaptat structural — corelația structură–funcție e subiect clasic:
- lungime mare (4–6 m);
- mucoasa formează plici circulare și vilozități intestinale (milioane de proeminențe în formă de deget);
- celulele epiteliale ale vilozităților au la polul apical microvili.
Toate trei măresc enorm suprafața de absorbție (până la ~250 m²).
Fiecare vilozitate intestinală conține o rețea de capilare sanguine și un vas limfatic central (chilifer). Căile de absorbție diferă după natura nutrimentului:
- glucoza și aminoacizii trec în capilarele sanguine → vena portă → ficat;
- acizii grași și glicerolul trec preponderent în vasul limfatic → circulația limfatică → sânge.
De reținut: apa, sărurile minerale și vitaminele se absorb fără digestie prealabilă. În intestinul gros se absoarbe mai ales apă — de aceea tranzitul accelerat produce diaree (apa nu mai apucă să fie recuperată), iar cel încetinit, constipație.
Adaptări ale sistemului digestiv la diferite grupe de animale
Structura sistemului digestiv reflectă regimul de hrană — principiul adaptării e cerut la examen prin exemple:
- La hidră (celenterate) există o cavitate digestivă cu un singur orificiu, care servește și ca gură, și ca anus; digestia e parțial intracelulară.
- La râma (anelide) tubul digestiv e complet (gură → anus), cu gușă (depozitare) și stomac musculos (triturare).
- La păsări, lipsa dinților e compensată de gușă (înmuierea hranei), stomacul glandular (digestie chimică) și pipotă — stomacul musculos (mărunțire mecanică, adesea cu pietricele înghițite).
- La rumegătoare (vacă, oaie), stomacul are patru compartimente: burduf (rumen), ciur (rețea), foios (omasum) și cheag (abomasum). Doar cheagul este stomacul glandular propriu-zis; în rumen, bacterii și protozoare simbionte fermentează celuloza, pe care mamiferele nu o pot digera cu enzime proprii. Hrana e regurgitată și remestecată — rumegarea.
- La carnivore, intestinul este scurt (carnea se digeră ușor), cu canini puternici; la ierbivore, intestinul este foarte lung, iar cecul e voluminos — vegetalele, bogate în celuloză, cer timp de digestie.
Capcană frecventă: niciun mamifer nu produce enzime proprii pentru celuloză — digestia celulozei e realizată de microorganismele simbionte din tubul digestiv.
De reținut
- digestie
- ansamblul transformărilor mecanice și chimice prin care alimentele sunt descompuse în substanțe simple, absorbabile
- enzime digestive
- biocatalizatori din sucurile digestive: amilazele descompun glucidele, proteazele proteinele, iar lipazele lipidele
- bila
- secreția ficatului, fără enzime, care emulsionează lipidele și neutralizează aciditatea chimului gastric; se varsă în duoden
- chim gastric
- pasta acidă rezultată din digestia gastrică a bolului alimentar, evacuată treptat în duoden
- vilozități intestinale
- proeminențe ale mucoasei intestinului subțire, cu capilare sanguine și vas limfatic central, care măresc suprafața de absorbție
- absorbție intestinală
- trecerea produșilor finali ai digestiei din intestin în sânge (glucoză, aminoacizi) și în limfă (acizi grași și glicerol)
- peristaltism
- contracțiile ritmice ale musculaturii netede a tubului digestiv, care propulsează conținutul în sens oral-anal
- rumegătoare
- ierbivore cu stomac tetracameral (rumen, rețea, foios, cheag), la care celuloza este fermentată de microorganisme simbionte
- pepsina
- proteaza sucului gastric, activată de acidul clorhidric, care începe digestia proteinelor în stomac
- vena portă
- vena care transportă sângele încărcat cu nutrimente de la intestin la ficat, înainte ca acesta să ajungă în circulația generală
Greșeli frecvente
Greșit: Bila ar conține enzime care digeră lipidele
Corect: Bila nu conține nicio enzimă — doar emulsionează lipidele (le fragmentează mecanic); digestia chimică a lipidelor o fac lipazele
Greșit: Bila și sucul pancreatic s-ar vărsa în stomac
Corect: Ambele se varsă în duoden, prima porțiune a intestinului subțire; în stomac acționează doar sucul gastric
Greșit: Digestia amidonului ar începe în stomac
Corect: Digestia amidonului începe în cavitatea bucală, sub acțiunea amilazei salivare; în stomac aceasta este inactivată de mediul acid
Greșit: Toți produșii digestiei s-ar absorbi în capilarele sanguine
Corect: Glucoza și aminoacizii trec în sânge, dar acizii grași și glicerolul trec preponderent în vasul limfatic central al vilozității
Greșit: Rumegătoarele ar produce enzime proprii care digeră celuloza
Corect: Niciun mamifer nu are enzime proprii pentru celuloză; la rumegătoare fermentația celulozei e realizată de bacteriile și protozoarele simbionte din rumen
Test — 6 întrebări ca la examen
1. Segmentele tubului digestiv, în ordinea străbătută de hrană, sunt:
- cavitate bucală – esofag – faringe – stomac – intestin subțire – intestin gros
- cavitate bucală – faringe – esofag – stomac – intestin subțire – intestin gros
- cavitate bucală – faringe – stomac – esofag – intestin subțire – intestin gros
- cavitate bucală – faringe – esofag – intestin subțire – stomac – intestin gros
Vezi răspunsul
cavitate bucală – faringe – esofag – stomac – intestin subțire – intestin gros. Hrana trece din gură în faringe, apoi prin esofag în stomac și mai departe în intestine. Prima variantă — distractorul cel mai ales — inversează faringele cu esofagul, deși faringele vine imediat după cavitatea bucală.
2. Enzima din sucul gastric care începe digestia proteinelor este:
- amilaza salivară
- lipaza pancreatică
- pepsina
- tripsina
Vezi răspunsul
pepsina. Pepsina, activată de HCl, descompune proteinele în stomac. Tripsina — distractorul tentant — este tot o protează, dar din sucul PANCREATIC, și acționează în intestin, nu în stomac.
3. Rolul bilei în digestie este:
- descompunerea enzimatică a lipidelor în acizi grași și glicerol
- emulsionarea lipidelor și neutralizarea acidității chimului
- digestia amidonului până la glucoză
- activarea pepsinei din sucul gastric
Vezi răspunsul
emulsionarea lipidelor și neutralizarea acidității chimului. Bila fragmentează mecanic lipidele în picături fine și creează mediul alcalin necesar enzimelor intestinale. Prima variantă e capcana clasică: descompunerea chimică o fac lipazele, căci bila nu are enzime.
4. Glucoza și aminoacizii absorbiți la nivelul vilozităților intestinale ajung mai întâi:
- în vasul limfatic central, apoi direct la inimă
- în capilarele sanguine, apoi prin vena portă la ficat
- în intestinul gros, unde sunt depozitați
- direct în celulele corpului, fără transport sanguin
Vezi răspunsul
în capilarele sanguine, apoi prin vena portă la ficat. Nutrimentele hidrosolubile trec în capilarele sanguine ale vilozității și sunt duse prin vena portă la ficat, care le prelucrează. Calea limfatică — distractorul — este rezervată în principal acizilor grași și glicerolului.
5. Compartimentul glandular propriu-zis al stomacului rumegătoarelor este:
- rumenul (burduful)
- rețeaua (ciurul)
- foiosul
- cheagul
Vezi răspunsul
cheagul. Doar cheagul secretă suc gastric, fiind echivalentul stomacului simplu. Rumenul — distractorul frecvent, fiind cel mai voluminos — este doar o cameră de fermentație microbiană a celulozei, fără secreție gastrică proprie.
6. Un pacient căruia i s-a extirpat o mare porțiune din intestinul subțire riscă în primul rând:
- încetarea digestiei gastrice
- scăderea drastică a absorbției nutrimentelor
- imposibilitatea masticației
- creșterea secreției de bilă
Vezi răspunsul
scăderea drastică a absorbției nutrimentelor. Intestinul subțire este sediul principal al absorbției — micșorarea suprafeței sale reduce direct trecerea nutrimentelor în sânge și limfă. Digestia gastrică — distractorul — se petrece în stomac și nu depinde de intestin.