Fundamentos sobre la nutrición en organismos multicelulares. Versión 2.1

1. NutriciónNutriciónNutriciónNutrición
M. en C. Rafael Govea VillaseñorM. en C. Rafael Govea Villaseñor
CINVESTAVCINVESTAV
UAM-IUAM-I
Versión 2.2Versión 2.2

2. ¿Qué es la Nutrición?¿Qué es la Nutrición?
La Nutrición es un proceso vital llevado aLa Nutrición es un proceso vital llevado a
cabo por todos los organismos que consistecabo por todos los organismos que consiste
en la introducción de sustancias químicasen la introducción de sustancias químicas
llamadas nutrientes al interior de su cuerpollamadas nutrientes al interior de su cuerpo
Rafael Govea V

3. Para:Para:
1)1) Generar energía libreGenerar energía libre
y realizar trabajo cony realizar trabajo con
ella.ella.
2)2) Recambiar compo-Recambiar compo-
nentes químicos delnentes químicos del
cuerpo y...cuerpo y...
3)3) CrecerCrecer
¿Para qué se realiza la Nutrición?¿Para qué se realiza la Nutrición?
Rafael Govea V

4. ●
Nutrición HeterótofaNutrición Heterótofa
Usa nutrientes orgánicosUsa nutrientes orgánicos
provenientes de otroprovenientes de otro
organismo {compuestosorganismo {compuestos
orgánicos}orgánicos}
●
Nutrición AutótrofaNutrición Autótrofa
Usa nutrientes inorgá-Usa nutrientes inorgá-
nicos: principalmentenicos: principalmente
COCO22
¿Cuáles tipos de Nutrición¿Cuáles tipos de Nutrición
existen?existen?
Rafael Govea V

5. ¿Cuáles sustancias químicas¿Cuáles sustancias químicas
funcionan como nutrientes?funcionan como nutrientes?
La Nutrición Heterótrofa:La Nutrición Heterótrofa: sustancias químicassustancias químicas
orgánicas (hechas de Carbono reducido) como:orgánicas (hechas de Carbono reducido) como:
proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos,proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos,
vitaminas, sales minerales y agua.vitaminas, sales minerales y agua.
Rafael Govea V
La Nutrición Autótrofa:La Nutrición Autótrofa: sustancias inorgánicassustancias inorgánicas
(sin Carbono reducido) como: CO(sin Carbono reducido) como: CO22
(a veces CO),(a veces CO),
HH22
O u otra fuente de átomos de H como el HO u otra fuente de átomos de H como el H22
S oS o
el Hel H22
, y sales minerales., y sales minerales.

6. ¿Cuáles son las Fases de la¿Cuáles son las Fases de la
nutrición Autótrofa?nutrición Autótrofa?
●
AbsorciónAbsorción
Lleva al medio internoLleva al medio interno PPequeñasequeñas MMoléculasoléculas
IInorgánicas (agua y sales minerales ) a través de lanorgánicas (agua y sales minerales ) a través de la
epidermis.epidermis.
●
Transporte AscendenteTransporte Ascendente
Traslada las PMI desde las raices hasta las hojas.Traslada las PMI desde las raices hasta las hojas.
●
FotosíntesisFotosíntesis
Fija el COFija el CO22
uniéndolo al Hidrógeno del Huniéndolo al Hidrógeno del H22
OO
produciendo azúcares y desechando Oproduciendo azúcares y desechando O22..
●
TranslocaciónTranslocación
Lleva la sacarosa a las partes no fotosintéticas de laLleva la sacarosa a las partes no fotosintéticas de la
planta.planta.
Rafael Govea V

7. ¿Que estructuras se encargan de la¿Que estructuras se encargan de la
Absorción?Absorción?
La raíz, desde la superficie de sus pelos radicales hastaLa raíz, desde la superficie de sus pelos radicales hasta
las hojas, forma una columna contínua de agua gracias alas hojas, forma una columna contínua de agua gracias a
las estructuras de unión llamadas plasmodesmos.las estructuras de unión llamadas plasmodesmos.
Rafael Govea V

8. ¿Que estructuras se encargan del¿Que estructuras se encargan del
Transporte Ascendente?Transporte Ascendente?
El tejido conductor de savia brutaEl tejido conductor de savia bruta
se llama: Xilema.se llama: Xilema.
Está conformado por haces deEstá conformado por haces de
tubos alineados hechos detubos alineados hechos de
células muertas.células muertas.
El agua se mueve debido a su altaEl agua se mueve debido a su alta
cohesión desde la raíz a la hojacohesión desde la raíz a la hoja
impulsada por la energía solarimpulsada por la energía solar
que evapora agua de las hojasque evapora agua de las hojas
{transpiración}{transpiración}
Rafael Govea V

9. ¿Cómo ocurre el¿Cómo ocurre el
transportetransporte
Ascendente?Ascendente?
Hay una columna de moléculasHay una columna de moléculas
de agua unidas por puentes dede agua unidas por puentes de
H desde el suelo hasta losH desde el suelo hasta los
estomas. Las moléculas deestomas. Las moléculas de
agua se adhieren a las paredesagua se adhieren a las paredes
del xilema. El Sol evapora eldel xilema. El Sol evapora el
agua y cada molécula de Hagua y cada molécula de H22
OO
que sale, jala a otra y esa aque sale, jala a otra y esa a
otra... Así el Sol impulsa elotra... Así el Sol impulsa el
movimiento de la savia brutamovimiento de la savia bruta
Rafael Govea V

10. ¿Cuáles estructuras llevan a cabo¿Cuáles estructuras llevan a cabo
la Fotosíntesis?la Fotosíntesis?
Las hojas y tallos verdes cuyas células
tienen cloroplastos expuestos a la luz.
Hojas Tallos verdes
CO2
+ H2
O + Energía (Luz) →→→→→ C6
H12
O6
+ O2
(Azúcares: G3P, glucosa,
sacarosa y almidón)
Eliminadocomodesecho
Rafael Govea V

11. ¿Cuál estructura¿Cuál estructura
se encarga de lase encarga de la
Translocación?Translocación?
El Floema permite conducirEl Floema permite conducir
sacarosa desde las hojassacarosa desde las hojas
hacia los tejidos nohacia los tejidos no
fotosintéticos. El floemafotosintéticos. El floema
está hecho por columnasestá hecho por columnas
de células vivasde células vivas
conectadas de citoplasmaconectadas de citoplasma
simple, paredes gruesas ysimple, paredes gruesas y
perforadas. Es ayudado porperforadas. Es ayudado por
células acompañantescélulas acompañantes
Rafael Govea V

12. ¿Cómo ocurre la¿Cómo ocurre la
Translocación?Translocación?
Las células acompañantes enLas células acompañantes en
el mesófilo acarreanel mesófilo acarrean
activamente sacarosa a suactivamente sacarosa a su
citoplasma elevando sucitoplasma elevando su
concentración.concentración. Las célulasLas células
acompañantes en los tejidosacompañantes en los tejidos
no fotosintéticos acarrean elno fotosintéticos acarrean el
azucar en sentido opuesto yazucar en sentido opuesto y
ésta se usa o almacena comoésta se usa o almacena como
almidón en dichos tejidos.almidón en dichos tejidos. Así,Así,
un gradiente de sacarosaun gradiente de sacarosa
permite el transporte de estepermite el transporte de este
nutriente celular.nutriente celular.
Rafael Govea V

13. ¿Cuáles son las Fases de la¿Cuáles son las Fases de la
nutrición Heterótrofa?nutrición Heterótrofa?
●
IngestiónIngestión
mete el alimento a la cavidad digestivamete el alimento a la cavidad digestiva (no al Medio interno)(no al Medio interno)
●
DigestiónDigestión
Rompe las macromoléculas del alimento en pequeñasRompe las macromoléculas del alimento en pequeñas
moléculas orgánicas (PMO):moléculas orgánicas (PMO): aminoác., glucosa, ác. grasos...aminoác., glucosa, ác. grasos...
●
AbsorciónAbsorción
Mete las PMO a través de la pared de la cavidad digestivaMete las PMO a través de la pared de la cavidad digestiva
hacia el medio interno.hacia el medio interno.
●
EgestiónEgestión
Saca de la cavidad digestiva, lo ingerido, pero no absorbidoSaca de la cavidad digestiva, lo ingerido, pero no absorbido
(asimilado).(asimilado).
Rafael Govea V

14. ¿Cuáles estructuras se¿Cuáles estructuras se
encargan de la Ingestion?encargan de la Ingestion?
La porción anterior de laLa porción anterior de la
cavidad digestiva (boca) máscavidad digestiva (boca) más
toda una serie de órganostoda una serie de órganos
auxiliares (tentáculos, pinzas,auxiliares (tentáculos, pinzas,
picos, garras, manos, etc.)picos, garras, manos, etc.)
Rafael Govea V

15. ¿Cuáles¿Cuáles
estructuras seestructuras se
encargan de laencargan de la
Digestión?Digestión?
Las paredes de la cavidadLas paredes de la cavidad
digestiva (estómago y duodeno)digestiva (estómago y duodeno)
y varias glándulas anexasy varias glándulas anexas
(salivales, páncreas e hígado)(salivales, páncreas e hígado)
secretan enzimas digestivas ysecretan enzimas digestivas y
sustancias auxiliares (bilis) quesustancias auxiliares (bilis) que
transforman a lastransforman a las
macromoléculas en moléculasmacromoléculas en moléculas
más pequeñas que puedan sermás pequeñas que puedan ser
absorbidasabsorbidas
Rafael Govea V

16. ¿Cuáles tipos de Digestión¿Cuáles tipos de Digestión
existen?existen?
Rafael Govea V
●
DigestiónDigestión
MecánicaMecánica
●
DigestiónDigestión
QuímicaQuímica
En algunos animales, los dientes y piedras
dentro del tubo digestivo se usan para moler el
alimento y convertirlo en una pasta que facilita la
acción de las enzimas digestivas
Una serie de enzimas digestivas rompen a las
macromoléculas (proteínas, polisacáridos y
ácidos nucleicos) en sus monómeros (PMO).
Otras enzimas rompen a PMO en moléculas aún
más pequeñas y fáciles de meter al medio
interno

17. Enzimas Digestivas y susEnzimas Digestivas y sus
productos 1productos 1
Rafael Govea V
EnzimasEnzimas SustratosSustratos ProductosProductos Lugar de acciónLugar de acción
Amilasa salivalAmilasa salival Almidón y glucógenoAlmidón y glucógeno
Oligosacáridos yOligosacáridos y
maltosamaltosa
Boca, faringe yBoca, faringe y
esófagoesófago
PepsinaPepsina proteínasproteínas polipéptidospolipéptidos estómagoestómago
Amilasa pancreáticaAmilasa pancreática oligosacáridosoligosacáridos disacáridosdisacáridos duodenoduodeno
TripsinaTripsina polipéptidospolipéptidos OligopéptidosOligopéptidos duodenoduodeno
N- y C-peptidasasN- y C-peptidasas oligopéptidosoligopéptidos aminoácidosaminoácidos duodenoduodeno
5'y 3' exonucleasas y5'y 3' exonucleasas y
endonucleasasendonucleasas
ADN y ARNADN y ARN nucleótidosnucleótidos duodenoduodeno
LipasasLipasas Grasa emulsificadaGrasa emulsificada Alcoholes y ác. grasosAlcoholes y ác. grasos duodenoduodeno

18. Enzimas Digestivas y susEnzimas Digestivas y sus
productos 2productos 2
Rafael Govea V
EnzimasEnzimas SustratosSustratos ProductosProductos Lugar de acciónLugar de acción
DisacaridasasDisacaridasas disacáridosdisacáridos monosacáridosmonosacáridos Epitelio duodenalEpitelio duodenal
DipéptidasasDipéptidasas dipéptidosdipéptidos aminoácidosaminoácidos Epitelio duodenalEpitelio duodenal
NucleotidasasNucleotidasas nucleótidosnucleótidos nucleósidosnucleósidos Epitelio duodenalEpitelio duodenal
NucleosidasasNucleosidasas nucleósidosnucleósidos Bases nitrogenadas,Bases nitrogenadas,
pentosas y fosfatopentosas y fosfato
Epitelio duodenalEpitelio duodenal

19. ¿Cuáles estructuras se encargan¿Cuáles estructuras se encargan
de la absorción?de la absorción?
Las células con microvellosidades que recubren la luz delLas células con microvellosidades que recubren la luz del
intestinointestino
Rafael Govea V

20. ¿Cómo ocurre la absorción?¿Cómo ocurre la absorción?
Al digerirse el alimento, las PMO como los aminoácidos, losAl digerirse el alimento, las PMO como los aminoácidos, los
monosacáridos, los ácidos grasos se encuentran a una concentraciónmonosacáridos, los ácidos grasos se encuentran a una concentración
elevada en la luz de la cavidad digestiva. Esto permite el transporte pasivoelevada en la luz de la cavidad digestiva. Esto permite el transporte pasivo
y activo de las sustancias a través del epitelio del intestino delgadoy activo de las sustancias a través del epitelio del intestino delgado
Rafael Govea V

21. ¿Cómo ocurre el transporte de¿Cómo ocurre el transporte de
nutrientes?nutrientes?
Las células que recubren el intestino delgado tienen en su membranaLas células que recubren el intestino delgado tienen en su membrana
proteínas transportadoras. Éstas proteínas permiten el ingreso por difusiónproteínas transportadoras. Éstas proteínas permiten el ingreso por difusión
facilitada (GLUT5 o GLUT2) o por transporte activo secundario (SGLT1) defacilitada (GLUT5 o GLUT2) o por transporte activo secundario (SGLT1) de
los nutrientes al medio interno para su distribución vía sanguínea.los nutrientes al medio interno para su distribución vía sanguínea.
Rafael Govea V
Luz delLuz del
intestinointestino
MedioMedio
internointerno

22. ¿Cuáles estructuras se encargan¿Cuáles estructuras se encargan
de la egestión?de la egestión?
Los nutrientes que no fueronLos nutrientes que no fueron
absorbidos por el yeyuno e íleonabsorbidos por el yeyuno e íleon
del intestino delgadodel intestino delgado (y por ello(y por ello
siguen estando fuera del mediosiguen estando fuera del medio
interno)interno) se convierten en hecesse convierten en heces
fecales en el colon. La microbiotafecales en el colon. La microbiota
del mismo crece en los materialesdel mismo crece en los materiales
no absorbidos y fabrican vitaminasno absorbidos y fabrican vitaminas
que se absorben junto con elque se absorben junto con el
agua. El recto compacta las hecesagua. El recto compacta las heces
deshidratadas y las impulsa fueradeshidratadas y las impulsa fuera
del tubo digestivo a través del ano.del tubo digestivo a través del ano.
Rafael Govea V

23. ¿Cuáles fases de la nutrición llevan¿Cuáles fases de la nutrición llevan
a cabo los hongos?a cabo los hongos?
Rafael Govea V
●
La digestiónLa digestión
extracelular:extracelular:
Enzimas digestivasEnzimas digestivas
secretadas rompen lassecretadas rompen las
moléculas de alimento enmoléculas de alimento en
PMOs.PMOs.
●
La absorción:La absorción:
La membrana celularLa membrana celular
mete las PMOs almete las PMOs al
citoplasma mediantecitoplasma mediante
transporte pasivo ytransporte pasivo y
activo.activo.
EnzimasEnzimas
digestivasdigestivas
AlimentoAlimento
PMOPMO
absorción
Hifa ramificadaHifa ramificada
EnzimasEnzimas
digestivasdigestivas
secreción

24. Cultivo de hongos en agar deCultivo de hongos en agar de
almidónalmidón
Rafael Govea V
Lumi, CA et al (2015) Fungi Isolated from Maize (Zea mays L.) Grains and Production of AssociatedLumi, CA et al (2015) Fungi Isolated from Maize (Zea mays L.) Grains and Production of Associated
Enzyme ActivitiesEnzyme Activities Int. J. Mol. Sci.Int. J. Mol. Sci. 16(7), 15328-15346; doi:10.3390/ijms16071532816(7), 15328-15346; doi:10.3390/ijms160715328
Cajas de Petri con diferentes nutrientes y aislados deCajas de Petri con diferentes nutrientes y aislados de
hongos del maíz, nótese el halo claro.hongos del maíz, nótese el halo claro.
A. wentiiA. wentii P. digitatumP. digitatum C. cladosporoidesC. cladosporoides E. nigrumE. nigrum
almidónalmidón celulosacelulosa caseínacaseína Tween 20Tween 20