Unità 3 · Scienze — Corpo umano e genetica

Gli alimenti e la loro digestione

Appunti di studio — l'essenziale
I principi nutritivi · L'apparato digerente · La digestione

1. I principi nutritivi

Il nostro corpo ricava dagli alimenti sostanze chiamate nutrienti (o principi nutritivi), classificate in due grandi categorie: macronutrienti e micronutrienti.

I macronutrienti (carboidrati, lipidi, proteine) servono in quantità sostanziose. I micronutrienti (vitamine, sali minerali) servono in quantità modeste ma sono indispensabili. A questi si aggiunge l'acqua, presente dentro e fuori le cellule.

Polimeri e monomeri

Dal punto di vista chimico, gran parte dei nutrienti sono macromolecole: grosse molecole chiamate polimeri, formate da tanti monomeri (piccole molecole unite da legami covalenti, come «mattoncini»). La digestione serve proprio a smontare i polimeri in monomeri per permetterne l'assorbimento.

I carboidrati

Principale fonte di energia. I più importanti polisaccaridi sono:

I lipidi

Comprendono trigliceridi, fosfolipidi, steroli (colesterolo) e cere. Non si sciolgono in acqua. Funzioni: riserva energetica, isolamento termico, ormoni, membrane cellulari (fosfolipidi).

Grassi saturi e insaturi

Le proteine

Macromolecole formate da amminoacidi (20 tipi diversi, migliaia di combinazioni). Funzioni principali:

Le vitamine

Sostanze organiche regolatrici, necessarie in piccolissime quantità (pochi mg/giorno). Si dividono in:

I sali minerali

Sostanze inorganiche con funzione regolatrice e plastica. Esempi: il calcio serve per la contrazione muscolare e per la costruzione delle ossa; il ferro è presente nell'emoglobina, la proteina che trasporta l'ossigeno nel sangue. Altri minerali importanti: potassio, sodio, magnesio.

2. L'apparato digerente — gli organi

L'apparato digerente ha il compito di ingerire, trasformare e assorbire il cibo attraverso la digestione: le sostanze complesse vengono trasformate in sostanze più semplici, adatte a essere assorbite dal corpo.

È formato da due componenti: il tubo digerente (un canale lungo 7,5–8 m) e le ghiandole che secernono le sostanze necessarie alla trasformazione del cibo.

Il tubo digerente Bocca Faringe epiglottide Esofago cardias Stomaco piloro Intestino tenue duodeno · digiuno · ileo Intestino crasso cieco · colon · retto Ano Le ghiandole Ghiandole salivari → bocca Fegato → duodeno (bile) Pancreas → duodeno Ghiandole gastriche → stomaco Ghiandole intestinali → intestino
Schema dell'apparato digerente: il tubo digerente (organi in sequenza su due righe) con le tre valvole (capsule bianche) tra gli organi. In basso, le ghiandole annesse e dove riversano i loro secreti.

La bocca

Inizio del tubo digerente

Delimitata da labbra, guance, palato e pavimento. Contiene la lingua (muscolo volontario con le papille gustative), le ghiandole salivari (parotide, sottolinguale, sottomandibolare) e due arcate dentali.

I denti hanno funzioni diverse: incisivi (tagliano), canini (strappano), premolari e molari (schiacciano e triturano). Dentatura permanente: 32 denti, 16 per arcata.

Faringe ed esofago

Dalla bocca allo stomaco

La faringe è un breve condotto per il passaggio sia dell'aria sia del cibo. Durante la deglutizione, l'epiglottide chiude la laringe per impedire al cibo di entrare nelle vie respiratorie.

L'esofago è un canale lungo circa 20 cm con muscoli lisci che, contraendosi ritmicamente (peristalsi), fanno avanzare il cibo. Comunica con lo stomaco tramite la valvola cardias.

Lo stomaco

Sacco muscolare · Valvole: cardias (ingresso) — piloro (uscita)

Sacca di muscolatura liscia rivestita internamente dalla mucosa gastrica, ricca di ghiandole che producono il succo gastrico. Le pareti producono muco protettivo contro l'azione corrosiva dell'acido cloridrico. Lo stomaco comunica con l'intestino attraverso il piloro.

Lo stomaco ha anche una limitata funzione di assorbimento: molecole piccole come acqua, glucosio e alcol passano direttamente nel sangue.

L'intestino tenue

Lungo circa 6 m · Ø medio 2,5 cm · Tre parti: duodeno, digiuno, ileo

È il tratto dove si completa la digestione e avviene la maggior parte dell'assorbimento. Nel duodeno arrivano la bile (dal fegato), il succo pancreatico (dal pancreas) e il succo enterico (dalle ghiandole intestinali).

L'assorbimento avviene soprattutto nel digiuno, grazie ai villi intestinali — espansioni della parete che aumentano enormemente la superficie assorbente. I villi sono a loro volta dotati di microvilli.

L'intestino crasso

Lungo circa 1,5 m · Ø medio 6 cm · Cieco, colon, retto

Formato da: cieco (con l'appendice), colon (ascendente, trasverso, discendente) e retto che termina con l'ano.

Non avviene digestione. Il crasso assorbe acqua, sali minerali e vitamine residue. Le sostanze non assorbite formano le feci, eliminate con la defecazione.

L'intero intestino è avvolto dal peritoneo, una membrana protettiva.

Il fegato

La ghiandola più grande del corpo · circa 1,5 kg · Parte superiore destra dell'addome

Produce la bile (0,5–1 litro/giorno), immagazzinata nella cistifellea e riversata nel duodeno tramite il coledoco. La bile emulsiona i grassi, riducendoli in goccioline attaccabili dagli enzimi.

Altre funzioni fondamentali:

  • Detossificazione — elimina alcol, farmaci e tossine; distrugge i globuli rossi vecchi.
  • Regolazione della glicemia — glicemia alta → glucosio trasformato in glicogeno (riserva); glicemia bassa → glicogeno riconvertito in glucosio.
  • Sintesi proteica — produce proteine del plasma, tra cui il fibrinogeno (coagulazione del sangue).
  • Deposito di vitamine A, D e ferro.

Il pancreas

Ghiandola situata dietro lo stomaco

La sua parte esocrina produce il succo pancreatico, che si riversa nel duodeno. Contiene numerosi enzimi digestivi e bicarbonato di sodio, una sostanza basica che neutralizza l'acidità del chimo, favorendo l'azione degli enzimi intestinali.

3. Il viaggio del cibo — dalla bocca alle feci

Seguiamo il percorso di un boccone di cibo attraverso l'apparato digerente, passo dopo passo.

Bocca — masticazione e insalivazione

I denti triturano il cibo; la saliva lo lubrifica e inizia la digestione chimica.

PTIALINA LISOZIMA
amido (polisaccaride) → maltosio (disaccaride)

Il lisozima ha proprietà battericide. Il cibo masticato e mescolato con la saliva forma il bolo alimentare.

Deglutizione — faringe ed esofago

Il bolo attraversa la faringe (l'epiglottide chiude la laringe) e percorre l'esofago grazie alla peristalsi — contrazioni ritmiche dei muscoli lisci. La valvola cardias si apre per farlo entrare nello stomaco.

Il processo di deglutazione
Il processo di deglutazione umana.

Stomaco — il succo gastrico

Il succo gastrico (acido cloridrico + enzimi) attacca il bolo. L'HCl rende acido l'ambiente e uccide i microbi.

PEPSINA
proteine → peptoni → amminoacidi

Le pareti producono muco per proteggersi dall'acido. Il risultato è un impasto denso e acido chiamato chimo, che attraversa il piloro verso l'intestino tenue.

Lo stomaco in sezione
Lo stomaco in sezione

Intestino tenue — tre succhi, digestione completa

Nel duodeno il chimo incontra tre succhi digestivi:

BILE SUCCO PANCREATICO SUCCO ENTERICO
  • Bile (dal fegato) — emulsiona i grassi in goccioline più piccole.
  • Succo pancreatico (dal pancreas) — enzimi digestivi + bicarbonato di sodio che neutralizza l'acidità del chimo.
  • Succo enterico (ghiandole intestinali) — contiene la lattasi, che scinde il lattosio in glucosio e galattosio.
Il cibo diventa un liquido lattiginoso: il chilo.
Lo stomaco durante la digestione del cibo
Lo stomaco durante la digestione del cibo
fegato
Lo stomaco durante la digestione del cibo

Assorbimento — villi e microvilli

I nutrienti ormai scomposti (amminoacidi, acidi grassi, zuccheri semplici) attraversano la parete dell'intestino tenue — soprattutto nel digiuno — ed entrano nel circolo sanguigno.

La superficie è enormemente ampliata dai villi intestinali e dai microvilli.

Com'è fatto l'intestino
Com'è fatto l'intestino

Intestino crasso — acqua e scarti

Nessuna digestione. Il crasso assorbe acqua, sali minerali e vitamine residue. Ciò che resta diventa feci.

Defecazione

Le feci vengono eliminate attraverso il retto e l'ano.

A happy squirrel
It seemed a bit gross to add a picture of defecazione and the ano, so here's a happy picture of a squirrel instead.
Da ricordare le trasformazioni chimiche: bolo (bocca) → chimo (stomaco) → chilo (intestino tenue) → assorbimentofeci (crasso).

4. Glossario

acido cloridrico (HCl)
Componente del succo gastrico; rende acido lo stomaco e uccide i microbi.
amido
Polisaccaride di riserva energetica nelle piante (cereali, tuberi).
amminoacidi
Monomeri delle proteine; ne esistono 20 tipi.
apparato digerente
Insieme di organi (tubo digerente + ghiandole) che trasformano il cibo in sostanze assorbibili.
assorbimento
Passaggio dei nutrienti digeriti dalla parete intestinale al sangue.
bile
Liquido prodotto dal fegato che emulsiona i grassi; immagazzinata nella cistifellea.
bolo alimentare
Cibo masticato e mescolato con la saliva, pronto per la deglutizione.
carboidrati
Macronutrienti; principale fonte di energia. Comprendono zuccheri semplici e polisaccaridi.
cardias
Valvola tra esofago e stomaco.
cellulosa
Polisaccaride delle pareti cellulari vegetali; non digeribile dall'uomo (fibra).
chilo
Liquido lattiginoso risultante dalla digestione nell'intestino tenue.
chimo
Impasto denso e acido che si forma nello stomaco dopo l'azione del succo gastrico.
chitina
Polisaccaride con azoto; forma l'esoscheletro degli artropodi e le pareti dei funghi.
cistifellea
Piccolo serbatoio dove viene immagazzinata la bile prima di essere riversata nel duodeno.
coledoco
Condotto che porta la bile dalla cistifellea al duodeno.
colesterolo
Sterolo presente nel sangue; in eccesso aumenta il rischio cardiovascolare.
defecazione
Eliminazione delle feci attraverso l'ano.
digestione
Processo di trasformazione delle sostanze complesse in sostanze semplici assorbibili.
duodeno
Prima parte dell'intestino tenue; riceve bile e succo pancreatico.
emulsionare
Ridurre i grassi in goccioline minutissime (funzione della bile).
enzima
Proteina che accelera una reazione chimica specifica.
epiglottide
Valvola che chiude la laringe durante la deglutizione, impedendo al cibo di entrare nelle vie aeree.
esofago
Canale di circa 20 cm che collega la faringe allo stomaco; il cibo avanza per peristalsi.
faringe
Condotto comune al passaggio di aria e cibo, tra bocca ed esofago.
feci
Materiale non assorbito dall'intestino, eliminato con la defecazione.
fegato
Ghiandola più grande del corpo; produce la bile, regola la glicemia, detossifica.
fibra
Cellulosa e altre sostanze vegetali non digeribili; favorisce il transito intestinale.
glicemia
Concentrazione di glucosio nel sangue; regolata dal fegato.
glicogeno
Polisaccaride di riserva energetica negli animali; immagazzinato in muscoli e fegato.
immunoglobuline
Anticorpi; proteine che difendono l'organismo dalle malattie.
intestino crasso
Tratto finale (1,5 m): cieco, colon, retto. Assorbe acqua e sali; forma le feci.
intestino tenue
Tratto lungo 6 m (duodeno, digiuno, ileo); completa la digestione e assorbe i nutrienti.
lattasi
Enzima del succo enterico che scinde il lattosio in glucosio e galattosio.
lattosio
Zucchero del latte; disaccaride formato da glucosio + galattosio.
lipidi
Macronutrienti insolubili in acqua: trigliceridi, fosfolipidi, steroli, cere.
lisozima
Enzima della saliva con proprietà battericide.
macronutrienti
Nutrienti necessari in grande quantità: carboidrati, lipidi, proteine.
micronutrienti
Nutrienti necessari in piccole quantità: vitamine e sali minerali.
microvilli
Piccolissime espansioni sulla superficie dei villi intestinali; aumentano l'area di assorbimento.
monomero
Piccola molecola che, unita ad altre, forma un polimero (es. amminoacido → proteina).
mucosa gastrica
Rivestimento interno dello stomaco, ricco di ghiandole che producono il succo gastrico.
pancreas
Ghiandola dietro lo stomaco; produce il succo pancreatico (enzimi + bicarbonato di sodio).
papille gustative
Strutture sulla lingua responsabili del senso del gusto.
pepsina
Enzima del succo gastrico che demolisce le proteine in peptoni.
peptoni
Frammenti di proteine prodotti dall'azione della pepsina.
peristalsi
Contrazioni ritmiche dei muscoli lisci del tubo digerente che fanno avanzare il cibo.
peritoneo
Membrana protettiva che avvolge l'intestino.
piloro
Valvola tra stomaco e duodeno.
polimero
Macromolecola formata da molti monomeri uniti da legami covalenti.
proteine
Macromolecole formate da amminoacidi; funzione plastica, enzimatica, immunitaria.
ptialina
Enzima della saliva che scinde l'amido in maltosio.
succo enterico
Succo digestivo prodotto dalle ghiandole intestinali; contiene la lattasi.
succo gastrico
Liquido digestivo dello stomaco: acido cloridrico + pepsina + muco.
succo pancreatico
Prodotto dal pancreas; contiene enzimi digestivi e bicarbonato di sodio.
trigliceridi
Lipidi formati da glicerolo + tre acidi grassi; riserva energetica principale dei grassi.
tubo digerente
Canale di 7,5–8 m dalla bocca all'ano.
villi intestinali
Espansioni della parete dell'intestino tenue che aumentano la superficie di assorbimento.
vitamine
Micronutrienti organici con funzione regolatrice; idrosolubili o liposolubili.