PHYSIOEX Ejercicio 8, Introducción en español (2016)

Ejercicio Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Biotecnología - 2º curso
Asignatura Biologia animal
Año del apunte 2016
Páginas 3
Fecha de subida 18/06/2017
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Introducción PHYISIOEX traducida.

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Noelia Joya, 2º Biotecnología Biología animal EJERCICIO 8: PROCESOS QUÍMICOS Y FÍSICOS DE LA DIGESTIÓN Visión general del ejercicio El sistema digestivo, también llamado sistema gastrointestinal, consta del tubo digestivo (también llamado tubo gastrointestinal o GI) y las glándulas accesoras que secretan enzimas y fluidos necesarios para la digestión. El tubo digestivo incluye la boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, colon, recto y ano. Las principales funciones del sistema digestivo son ingerir los alimentos, romperlos en sus componentes más simples, extraer los nutrientes de estos componentes para su absorción en el organismo y eliminar los desechos.
La mayoría de los alimentos que consumimos no pueden ser absorbidos hacia la sangre sin que antes se hayan dividido en partículas más pequeñas. La digestión es el proceso por el cual, en el tubo digestivo, las moléculas de alimento se rompen en moléculas más pequeñas con la ayuda de enzimas. Las enzimas son proteínas grandes producidas por células del organismo. Son biocatalizadores que aceleran la velocidad de una reacción química sin llegar a formar parte del producto. Las enzimas digestivas son enzimas hidrolíticas o hidrolasas, que descomponen las moléculas orgánicas del alimento, sustratos, mediante la adición de agua a los enlaces moleculares y, por tanto, rompen los enlaces entre subunidades o monómeros.
Las enzimas hidrolíticas son muy específicas. Cada enzima hidroliza una molécula sustrato o, a lo sumo, un pequeño grupo de moléculas sustrato. Para que una enzima funcione de manera óptima, debe actuar en un ambiente con unas condiciones específicas. Por ejemplo, en ambientes extremos, tales como altas temperaturas, una enzima puede desnaturalizarse por el efecto de la temperatura sobre la estructura tridimensional de la proteína.
Dado que las enzimas digestivas en realidad funcionan fuera de las células del organismo, en la luz del tubo digestivo, su actividad hidrolítica puede ser estudiada in vitro, en un tubo de ensayo. Los estudios in vitro proporcionan un adecuado entorno para investigar el efecto de diversos factores sobre la actividad enzimática. Para obtener una visión general de los lugares donde se realiza la digestión química en el organismo, observa la Figura 8.1.
Ejercicio 8 23 Noelia Joya, 2º Biotecnología Biología animal Actividad 1: Evaluación de la digestión del almidón por la amilasa salival En esta actividad vas a investigar la hidrólisis de almidón a maltosa por la amilasa salival, enzima producida por las glándulas salivales y secretada en la boca. Para detectar si se ha producido la acción enzimática, tienes que identificar la presencia del sustrato y del producto y determinar en qué medida se ha producido la hidrólisis. Por lo tanto, has de emplear controles que proporcionen un resultado estándar conocido con el que puedas hacer comparaciones. En los controles positivos se incluyen todas las sustancias necesarias para que se produzca la reacción y, por lo tanto, se espera un resultado positivo. A veces también se emplean controles negativos. En ese caso se espera obtener un resultado negativo. Resultados negativos usando controles negativos validan el experimento. Los controles negativos se utilizan para determinar si hay sustancias contaminantes en los reactivos. Por lo tanto, cuando se espera un resultado negativo y se produce un resultado positivo, puede ser debido a la presencia de una o más sustancias contaminantes.
En un proceso digestivo, la actividad de la amilasa provoca la disminución de almidón y el aumento de maltosa, de acuerdo con la siguiente reacción: Almidón + agua -./0-1- maltosa Debido a que los cambios químicos que ocurren en la digestión de almidón a maltosa no se pueden ver a simple vista, es necesario llevar a cabo un ensayo enzimático, un método químico para detectar la presencia de sustancias digeridas. Realizarás dos ensayos enzimáticos para cada muestra. El ensayo IKI detecta la presencia de almidón y el test de Benedict detecta la presencia de azúcares reductores, como glucosa o maltosa, que son los productos de la digestión del almidón. En el ensayo IKI, una solución de color caramelo vira normalmente a color azul oscuro en presencia de almidón. El reactivo de Benedict es una solución de color azul brillante que vira de verde-anaranjado a marrón-rojizo en presencia de cantidades crecientes de maltosa. Es importante entender que los análisis enzimáticos sólo indican la presencia o ausencia de sustancias. Eres tú quien debe analizar los resultados de los experimentos para determinar si se ha producido la hidrólisis enzimática.
Actividad 3: Evaluación de la digestión de proteínas por la pepsina En esta actividad investigarás la digestión de proteínas (péptidos). Los péptidos son dos o más aminoácidos unidos por un enlace peptídico. Una cadena peptídica que contiene de 10 a 100 aminoácidos se suele denominar polipéptido. Las proteínas pueden estar constituidas por una cadena peptídica de gran tamaño (más de 100 aminoácidos) o, incluso, por varias cadenas peptídicas.
Durante la digestión, las células principales de las glándulas del estómago segregan una enzima, llamada pepsina, que digiere proteínas. La pepsina hidroliza los enlaces peptídicos. Esta actividad enzimática rompe las proteínas y polipéptidos ingeridos en péptidos pequeños y aminoácidos libres. En esta actividad, utilizarás BAPNA como sustrato para evaluar la actividad de la pepsina. BAPNA es un “péptido” sintético que cuando se hidroliza libera un producto de color amarillo. Las soluciones de BAPNA se vuelven amarillas en presencia de una peptidasa activa, como la pepsina, pero si no es así, se mantienen incoloras.
Para cuantificar la actividad de la pepsina en cada solución de prueba, utilizarás un espectrofotómetro, que mide la intensidad del color producido. Un espectrofotómetro emite luz que pasa a través de la muestra y mida la cantidad de luz absorbida. La fracción de luz absorbida se expresa como densidad óptica de la muestra. Las soluciones de color amarillo, donde el BAPNA se ha hidrolizado, tienen una densidad óptica mayor de cero. Cuanto mayor sea la hidrólisis, mayor será la densidad óptica. Las soluciones incoloras, por el contrario, no absorben luz y tendrán una densidad óptica máxima a cero.
En esta actividad se incluyen algunos controles negativos que deben dar un resultado negativo. Resultados negativos usando controles negativos validan el experimento. Los controles negativos se utilizan para saber si ha habido sustancias contaminantes en la reacción. Por lo tanto, cuando se obtiene un resultado positivo pero se debería obtener un resultado negativo, existe contaminación.
24 Ejercicio 8 Noelia Joya, 2º Biotecnología Biología animal Actividad 4: Evaluación de la digestión de las grasas por la lipasa Las grasas y los aceites pertenecen a un tipo de moléculas muy variadas llamadas lípidos. Los triglicéridos, un tipo de lípidos, constituyen las grasas y aceite. A temperatura ambiente, las grasas y los aceites son líquidos. Ambos son poco solubles en agua. Esta insolubilidad de los triglicéridos representa un desafío durante la digestión, ya que tienden a agruparse, dejando solo la superficie de las moléculas expuesta a las enzimas lipasas. Para superar esta dificultad se secretan sales biliares en el intestino delgado durante la digestión, con el fin de emulsionar físicamente los lípidos. Las sales biliares actúan como un detergente, separando lo acúmulos de lípidos y aumentando la superficie accesible a las enzimas lipasa.
Como resultado, se producen dos reacciones: Agrupación de triglicéridos Triglicérido 0/B-1- bilis (;.<01/ó=) pequeñas gotas de triglicéridos monoglicérido + dos ácidos grasos La lipasa hidroliza cada triglicérido dando un monoglicérido y dos ácidos grasos. Además de la lipasa pancreática que actúa en el intestino delgado, se secreta también la lipasa lingual (lipasa salival) y la lipasa gástrica. A pesar de que las sales biliares no se secretan ni en la boca ni en el estómago, estas otras lipasas digieren pequeñas cantidades de lípidos.
Debido a que algunos de los productos finales de la digestión de las grasas son ácidos (ácidos grasos), la actividad de la lipasa se puede medir fácilmente observando el pH de la solución. Una solución que contiene ácidos grasos liberados por la actividad de la lipasa tendrá un pH inferior que una solución sin la producción de estos ácidos grasos. En esta actividad, medirás el pH con un medidor de pH (acidímetro).
Ejercicio 8 25 ...