@ Habilidades. (1 A licaciones. { ) Naturaleza de la ciencia. Introducción. Comprensión. -+ Uso de tubos de diálisis para representar

Transcripción

1 Introducción La investigación de la fisiología humana es la base de la medicina moderna. Las funciones del cuerpo las llevan a cabo sistemas de órganos especializados. La estructura de la pared del intestino delgado permite en este el movimiento la digestión y la absorción del alimento. El sistema sanguíneo transporta continuamente sustancias hasta las células y simultáneamente recoge productos de desecho. La piel y el sistema inmunológico resisten la amenaza continua de una invasión de patógenos. Los pulmones son ventilados de forma activa para garantizar que el intercambio de gases pueda producirse de forma pasiva. Las neuronas transmiten el mensaje y las sinapsis lo modulan. Las hormonas se emplean cuando hace falta una amplia distribución de las señales. Comprensión La contracción de la musculatura circular y longitudinal del intestino delgado mezcla el alimento con las enzimas y desplaza este a lo largo del tracto digestivo. El páncreas segrega enzimas en el interior o lumen del intestino delgado. Las enzimas digieren la mayoría de macromoléculas presentes en los alimentos en forma de monómeros en el intestino delgado. Las vellosidades aumentan la superficie del epitelio a través del cual se realiza la absorción. Las vellosidades absorben los monómeros formados por la digestión así como los iones minerales y las vitaminas. Para absorber los diferentes nutrientes se requieren distintos métodos de transporte de membrana. (1 A licaciones Procesos que tienen lugar en el intestino delgado y que causan la digestión del almidón y el transporte de los productos de la digestión hasta el hígado. -+ Uso de tubos de diálisis para representar mediante modelos la absorción de los alimentos digeridos en el Habilidades Realización de un diagrama del sistema digestivo que esté acompañado de comentarios. Identificación de las capas de tejido en secciones transversales del intestino delgado mediante el uso de un microscopio o en una micrografía. { ) Naturaleza de la ciencia Uso de modelos como representaciones del mundo real: se pueden usar tubos de diálisis para representar mediante un modelo la absorción en el intestino. 303

2 FISIOLOGIA Estructura del sistema digestivo Realización de un diagrama del sistema digestivo acompañado de comentarios La parte del cuerpo humano que se utiliza para la digestión puede describirse sencillamente como un tubo por donde pasa el alimento desde la boca hasta el ano. La función del sistema digestivo es descomponer la diversa mezcla de grandes compuestos de carbono de los alimentos para producir iones y compuestos más pequeños que pueden ser absorbidos. La digestión de las proteínas lípidos y polisacáridos se lleva a cabo en varias etapas que tienen lugar en diferentes partes del tracto digestivo. En la digestión se necesitan surfactantes para romper las gotas lipídicas y enzimas para catalizar las reacciones. Las células glandulares del revestimiento del estómago y los intestinos producen algunas de estas enzimas. Los surfactantes y las otras enzimas los secretan glándulas accesorias que tienen conductos conectados al sistema digestivo. La absorción controlada de los nutrientes que se liberan en la digestión tiene lugar en el intestino delgado y el colon pero algunas moléculas pequeñas especialmente el alcohol se difunden a través del revestimiento del estómago antes de llegar al intestino delgado. La figura 1 es un diagrama del sistema digestivo humano. Se ha omitido la parte del esófago que pasa a través del tórax. Se pueden añadir comentarios a este diagrama para indicar las funciones de las diferentes partes. La tabla 1 muestra 11n resumen de las funciones de cada parte del sistema. Estructura Boca Función Control voluntario de la ingestión y deglución. Digestión mecánica de los alimentos mediante la masticación y la mezcla con saliva que contiene lubricantes y enzimas que comienzan la digestión del almidón. vesícula biliar hígado estómago pancreas intestino delgado intestino grueso -----=::=_1_ ano A Figura 1 El sistema digestivo humano Esófago Estómago Intestino delgado Páncreas Hígado Vesícula biliar Intestino grueso A Tabla 1 Movimiento de los alimentos por peristaltismo desde la boca hasta el estómago. Batido de los alimentos y mezcla con agua y ácidos segregados que matan las bacterias extrañas y otros patógenos presentes además de iniciar la digestión de las proteínas. Etapas finales de la digestión de los lípidos glúcidos proteínas y ácidos nucleicos neutralización del ácido del estómago y absorción de nutrientes. Secreción de lipasa amilasa y proteasa. Secreción de surfactantes en la bilis para romper las gotas lipídicas. Almacenamiento y liberación regulada de la bilis. Reabsorción de agua continuación de la digestión ( especialmente de los glúcidos) mediante la acción de bacterias simbióticas y formación y almacenamiento de las heces. 304

3 6.1 DIGESTION Y Estructura de la pared del intestino delgado Identificación de las capas de tejido en secciones transversales del intestino delgado mediante el uso de un microscopio o en una micrografía La pared del intestino delgado está compuesta de capas de tejidos vivos que generalmente son muy fáciles de distinguir en secciones de la pared. Desde el exterior de la pared hacia el interior hay cuatro capas: Serosa: una capa externa. Capas musculares: músculos longitudinales y en su interior músculos circulares. Submucosa: una capa de tejido que contiene vasos sanguíneos y linfáticos. Mucosa: el revestimiento del intestino delgado con el epitelio que absorbe los nutrientes en su superficie interna. Figura 2 Sección longitudinal de la pared del intestino delgado. En la superficie interna se ven pliegues con proyecciones similares a dedos que se denominan vellosidades. Se observan las cuatro capas de tejidos principales incluidas la parte circular y la parte longitudinal de la capa muscular. La mucosa está teñida de color más oscuro que la submucosa. Peristaltismo La contracción de la musculatura circular y longitudinal del intestino delgado mezcla el alimento con las enzimas y desplaza este a lo largo del tracto digestivo. Los músculos circulares y longitudinales de la pared del tracto digestivo son músculos lisos no estriados que se componen de células relativamente cortas y no de fibras alargadas. Suelen ejercer una fuerza moderada continua intercalada con períodos cortos de contracción más intensa en lugar de permanecer relajados hasta ser estimulados a contraerse. Las ondas de contracción de los músculos lo que se denomina peristaltismo recorren el intestino. La contracción de los músculos circulares tras el paso del alimento estrecha el tracto digestivo para impedir que dicho alimento retorne a la boca. La contracción de los músculos longitudinales donde se encuentra el alimento lo desplaza a lo largo del tracto digestivo. Las contracciones son controladas inconscientemente no por el cerebro sino por el sistema nervioso entérico que es vasto y complejo. Actividad Diagrama de los tejidos del intestino delgado Para ejercitar tu capacidad de identificar las capas de tejido dibuja un diagrama de los tejidos que se muestran en la sección longitudinal de la pared del intestino de la figura 2. Para poner aún más a prueba tu capacidad dibuja un diagrama que prediga como se verían los tejidos del intestino delgado en una sección transversal. Una onda peristáltica continua desplaza rápidamente el alimento ingerido a lo largo del esófago hasta el estómago. El movimiento peristáltico tiene lugar solamente en una dirección alejándose de la boca. Para devolver el alimento a la boca desde el estómago durante el vómito se utilizan músculos abdominales en lugar de los músculos circulares y longitudinales de la pared del tracto digestivo. En los intestinos el alimento se desplaza solo unos centímetros cada vez. Así la progresión general a lo largo del intestino es mucho más lenta lo que da tiempo para la digestión. La función principal del peristaltismo en 305

4 FISIOLOGIA HUMANA el intestino es revolver el alimento semidigerido para mezclarlo con las enzimas y así acelerar el proceso de digestión. Jugo pancreático A Figura 3 Imagen tridimensional que muestra la onda de la contracción muscular en el esófago durante la deglución en marrón. En verde se indica cuándo el músculo está ejerciendo menos fuerza. El tiempo se muestra de izquierda a derecha. En la parte superior se ve el esfínter entre la boca y el esófago permanentemente contraído salvo por una breve apertura cuando empieza la deglución. El páncreas segrega enzimas en el interior o lumen del intestino delgado. El páncreas contiene dos tipos de tejido glandular. Pequeños grupos de células secretan las hormonas insulina y glucagón a la sangre. El resto del páncreas sintetiza y secreta enzimas digestivas al tracto digestivo en respuesta a la ingestión de comida. Estos procesos tienen lugar por la mediación del sistema nervioso entérico y de hormonas sintetizadas y secretadas por el estómago. La figura 4 muestra la estructura del tejido: pequeños grupos de células glandulares se agrupan alrededor de los extremos de unos tubos llamados conductos a los que secretan las enzimas. Las enzimas digestivas se sintetizan en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso de las células glandulares pancreáticas y son después procesadas en el aparato de Golgi y secretadas por exocitosis. Los conductos dentro del páncreas se fusionan creando conductos mayores hasta formar finalmente un conducto pancreático a través del cual se secreta aproximadamente un litro de jugo pancreático diario al lumen del intestino delgado. El jugo pancreático contiene enzimas que digieren los tres tipos principales de macromoléculas que se encuentran en los alimentos: Amilasas para digerir el almidón Lipasas para digerir triglicéridos y fosfolípidos Proteasas para digerir proteínas y péptidos células secretoras vesículas secretoras un acino 11-- membrana basal Digestión en el intestino delgado Las enzimas digieren la mayoría de macromoléculas presentes en los alimentos en forma de monómeros en el intestino delgado. Las enzimas que secreta el páncreas al lumen del intestino delgado realizan las siguientes reacciones hidrolíticas: La amilasa digiere el almidón en forma de maltosa. lumen del conducto A Figura 4 Disposición de las células y los conductos en una parte del páncreas que secreta enzimas digestivas La lipasa digiere los triglicéridos en forma de ácidos grasos y glicerol o en forma de ácidos grasos y monoglicéridos. La f osf olipasa digiere los f osf olípidos en forma de ácidos grasos glicerol y fosfato. La proteasa digiere las proteínas y los polipéptidos en forma de péptidos más cortos. Con esto no termina el proceso de digestión en moléculas suficientemente pequeñas como para ser absorbidas. La pared del 306

5 6.1 DIGESTION Y ABSORCION intestino delgado produce una variedad de otras enzimas que digieren más sustancias. Algunas enzimas producidas por las células glandulares de la pared del intestino pueden ser secretadas en el jugo intestinal pero la mayoría quedan inmovilizadas en la membrana plasmática de las células del epitelio que revisten el intestino. Allí están activas y lo siguen estando cuando las células del epitelio se separan del revestimiento para mezclarse con el alimento semidigerido. Las nucleasas digieren el ADN y el ARN en forma de nucleótidos. La maltasa digiere la maltosa en forma de glucosa. La lactasa digiere la lactosa en forma de glucosa y galactosa. La sacarasa digiere la sacarosa en forma de glucosa y fructosa. Las exopeptidasas son proteasas que digieren los péptidos quitando aminoácidos del terminal carboxilo o del terminal amino de la cadena hasta que queda solo un dipéptido. Las dipeptidasas digieren los dipéptidos en forma de aminoácidos. Dada la gran longitud del intestino delgado los alimentos tardan horas en recorrerlo lo que da tiempo para completar la digestión de la mayoría de las macromoléculas. Algunas sustancias quedan en gran parte sin digerir porque los seres humanos no sintetizan las enzimas necesarias. La celulosa por ejemplo no se digiere y pasa al intestino grueso como uno de los componentes principales de la fibra alimentaria. Las vellosidades y la superficie para la digestión Las vellosidades aumentan la superficie del epitelio a través del cual se realiza la absorción. El proceso de introducir sustancias en las células y en la sangre se denomina absorción. En el sistema digestivo humano los nutrientes se absorben principalmente en el intestino delgado. La tasa de absorción depende de la superficie del epitelio que lleva a cabo el proceso. El intestino delgado en adultos mide aproximadamente 7 m de largo y mm de ancho y cuenta con pliegues en su superficie interna por lo que su superficie es muy grande y además se ve incrementada por la presencia de vellosidades.... Figura 5 La fibrosis quística hace que el conducto pancreático se bloquee con mucosidades. Existen píldoras con enzimas sintéticas que facilitan la digestión en el intestino delgado. La fotografía muestra la dosis diaria para una persona con fibrosis quística. iffib- lacteal microvellosidades en ~ ( capilar la superficie linfático) del epitelio capa de t~~ capilar sanguíneo ~r!jljh células ~71~ caliciformes ( secretan mucosidad)... Figura 6 Estructura de una vellosidad intestinal Las vellosidades son pequeñas proyecciones de la mucosa con forma de dedos en el interior de la pared del intestino. Miden entre O 5 y 1 5 mm de largo y puede haber hasta 40 por milímetro cuadrado de la pared del intestino delgado. Estas vellosidades multiplican la superficie por 1 O aproximadamente. Absorción por las vellosidades Las vellosidades absorben los monómeros formados por la digestión así como los iones minerales y las vitaminas. El epitelio que cubre las vellosidades debe servir de barrera frente a las sustancias nocivas y al mismo tiempo debe ser lo suficientemente permeable para que los nutrientes útiles puedan atravesarlo.... Figura? Micrografía electrónica de barrido de las vellosidades del intestino delgado 307

6 FISIOLOGIA HUMANA Las células de las vellosidades absorben los siguientes productos de la digestión de macromoléculas de los alimentos: Glucosa fructosa galactosa y otros monosacáridos Cualquiera de los veinte aminoácidos utilizados para fabricar las proteínas / Acidos grasos monoglicéridos y glicerol Bases de la digestión de nucleótidos También absorben sustancias que están presentes en los alimentos y el organismo necesita pero que no requieren digestión: Iones minerales como el calcio el potasio y el sodio Vitaminas como el ácido ascórbico (vitamina C) Algunas sustancias nocivas atraviesan el epitelio y son después eliminadas de la sangre y desintoxicadas por el hígado. También se absorben algunas sustancias inofensivas pero no deseadas como muchas de las que dan color y sabor a los alimentos; estas sustancias se eliminan en la orina. Un pequeño número de bacterias pasan a través del epitelio pero son rápidamente eliminadas de la sangre por las células fagocíticas del hígado. Métodos de absorción Para absorber los diferentes nutrientes se requieren distintos métodos de transporte de membrana. Para que el cuerpo pueda absorber los nutrientes estos deben pasar del lumen del intestino delgado a los capilares o lacteales de las vellosidades. Primero las células del epitelio deben absorberlos a través de la parte expuesta de la membrana plasmática cuya superficie está ampliada por microvellosidades. Después los nutrientes deben salir de estas células a través de la parte de la membrana plasmática que mira hacia dentro hacia el lacteal y los capilares sanguíneos de la vellosidad. lumen del intestino delgado epitelio de la vellosidad interior de la vellosidad Na+ ácidos grasos y monoglicéridos 3Na+ baja concentración o : 2K+ o de Na+ glucosa!l! ~"- ~ ill glucosa capilar sangumeo o o lacteal ill triglicérido lipoproteína A Figura 8 Métodos de absorción en el intestino delgado 308

7 6.1 DIGESTION Y ABSORCION Existen muchos mecanismos diferentes para introducir los nutrientes en las células del epitelio de la vellosidad y después expulsarlos: difusión simple difusión facilitada transporte activo y exocitosis. Estos métodos pueden ilustrarse mediante dos ejemplos diferentes de absorción: los triglicéridos y la glucosa. Los triglicéridos deben ser digeridos para poder ser absorbidos. Los productos de su digestión son ácidos grasos y monoglicéridos que las células del epitelio de la vellosidad pueden absorber por difusión simple ya que pueden pasar entre los fosfolípidos de la membrana plasmática. Los ácidos grasos también se absorben por difusión facilitada ya que hay transportadores de ácidos grasos que son proteínas en la membrana de las microvellosidades. Una vez dentro de las células del epitelio los ácidos grasos se combinan con monoglicéridos para producir triglicéridos que no pueden volver a difundirse hacia el lumen. Los triglicéridos se unen al colesterol para formar gotas con un diámetro de unos 02 µm; estas gotas se revisten de fosfolípidos y proteínas. Estas partículas de lipoproteínas se liberan por exocitosis a través de la parte interior de la membrana plasmática de las células del epitelio de la vellosidad. Después entran en el lacteal y son transportadas por la linfa o bien entran en los capilares sanguíneos de las vellosidades. La glucosa no puede pasar a través de la membrana plasmática por difusión simple porque es polar y por lo tanto hidrofílica. Las bombas de sodio-potasio en la parte interior de la membrana plasmática bombean los iones de sodio por transporte activo desde el citoplasma a los espacios intersticíales dentro de la vellosidad y bombean los iones de potasio en la dirección opuesta. Esto resulta en una baja concentración de iones de sodio en las células del epitelio de la vellosidad. Las proteínas que cotransportan sodio y glucosa en las microvellosidades transfieren un ion de sodio y una molécula de glucosa juntos desde el lumen intestinal al citoplasma de las células del epitelio. Esta difusión facilitada es pasiva pero depende del gradiente de concentración de iones de sodio creado por el transporte activo. Los canales de glucosa permiten mover la glucosa por difusión facilitada desde el citoplasma hasta los espacios intersticiales dentro de la vellosidad y después hasta los capilares sanguíneos de la vellosidad. 9 Digestión del almidón en el intestino delgado Procesos que tienen lugar en el intestino delgado y que causan la digestión del almidón u el transporte de los productos de la digestión hasta el hígado La digestión del almidón ilustra algunos procesos importantes como la catálisis la especificidad de las enzimas y la permeabilidad de las membranas. El almidón es una macromolécula compuesta de muchos monómeros de a-glucosa unidos por reacciones de condensación en las plantas. Es uno de los componentes principales de alimentos de origen vegetal como el pan las patatas y la pasta. Las moléculas de almidón no pueden atravesar las membranas por lo que deben digerirse en el intestino delgado para poder absorberlas. 309

8 FISIOLOGIA HUMANA Todas las reacciones que intervienen en la digestión del almidón son exotérmicas pero al no haber un catalizador tienen lugar a ritmos mu y lentos. Existen dos tipos de moléculas en el almidón: La amilosa que tiene cadenas no ramificadas de a-glucosa unidas por enlaces 14 La amilopectina que tiene cadenas de a-glucosa unidas por enlaces 14 y algunas ramificaciones con enlaces 1 6 CH20H -o H CH20H -o CH2 -o Figura 9 Pequeña parte de una molécula de amilopectina que muestra seis moléculas a-glucosa todas unidas por enlaces 14 salvo por un enlace 16 que crea una ramificación La enzima que comienza la digestión de ambos compuestos del almidón es la amilasa. La saliva contiene amilasa pero la mayoría de la digestión del almidón se produce en el intestino delgado catalizada por la amilasa pancreática. Esta enzima puede romper cualquier enlace 14 entre las moléculas del almidón siempre que haya una cadena de al menos cuatro monómeros de glucosa. Así la amilosa se digiere en fragmentos de dos o tres glucosas llamados maltosa y maltotriosa. CH20H -o Debido a la especificidad de su sitio activo la amilasa no puede romper los enlaces 16 de la amilopectina. Los fragmentos de la molécula de amilopectina que contienen un enlace 16 que la amilasa no puede digerir se conocen como dextrinas. La digestión del almidón la completan tres enzimas en las membranas de las microvellosidades de las células del epitelio de la vellosidad: la rnaltasa. la glucosidasa y la dextrinasa digieren la maltosa la maltotriosa y las dextrinas convirtiéndolas en glucosa. Las células del epitelio de la vellosidad absorben la glucosa mediante cotransporte con iones de sodio. D espués. la glucosa pasa por difusión facilitada al líquido en los espacios intersticiales dentro de la vellosidad. Gracias a la densa red de capilares cerca del epitelio la glucosa solo tiene que recorrer una distancia corta hasta entrar en el sistema sanguíneo. Las paredes de los capilares constan de una sola capa de finas células entre las cuales hay poros pero estos capilares tienen poros más grandes de lo habitual que facilitan la entrada de glucosa. La sangre que transporta la glucosa y otros productos de la digestión recorre los capilares de la vellosidad hasta las vénulas de la submucosa de la pared del intestino delgado. La sangre de estas vénulas llega a través de la vena porta hepática hasta el hígado donde el exceso de glucosa es absorbido por las células del hígado y transformado en glucógeno para su almacenamiento. El glucógeno tiene una estructura similar a la amilopectina pero con más enlaces 16 y por tanto más ramificaciones. (l; Modelos de procesos fisiológicos Uso de modelos como representaciones Los sistemas vivos son complejos y cuando se realizan experimentos con ellos muchos factores pueden influir en los resultados. Puede ser muy difícil controlar todas las variables lo que complica el análisis de los resultados. A veces es mejor realizar experimentos utilizando solo partes de los sistemas. Por ejemplo del mundo real: se pueden usar tubos de diálisis para representar mediante un modelo la absorción en el intestino. gran parte de las investigaciones de carácter fisiológico se han llevado a cabo utilizando clones de células de tejidos cultivados en lugar de organismos enteros. Otra opción es utilizar un modelo para representar una parte de un sistema vivo. Por su mayor simplicidad pueden utilizarse modelos 310

9 6.1 DIGESTION Y ABSORCION para investigar aspectos específicos de un proceso. Un ejemplo reciente es el Modelo Gástrico Dinámico un modelo del estómago humano controlado por computador que digiere mecánica y químicamente muestras de comida real y puede utilizarse para investigar los efectos de la dieta las drogas los medicamentos el alcohol y otros factores en la digestión. Un ejemplo más sencillo es el uso de tubos de diálisis hechos de celulosa. Los poros de los tubos permiten pasar libremente el agua y moléculas pequeñas o iones pero no moléculas grandes. Estas propiedades reflejan las de la pared del intestino que también es más permeable a las partículas pequeñas que a las grandes. El tubo de diálisis se puede usar como modelo para representar la absorción por difusión pasiva y por ósmosis pero no puede representar el transporte activo y otros procesos que tienen lugar en las células vivas. Figura 10 El Modelo Gástrico Dinámico y su inventor Richard Faulks ajustando el mecanismo del antro e Modelos del intestino delgado Uso de tubos de diálisis para representar mediante modelos la absorción de los alimentos digeridos en el intestino. Para crear un modelo del intestino delgado corta un trozo de tubo de diálisis y sella uno de sus extremos atando un nudo con el propio tubo o con un cordel. Vierte en el interior una mezcla adecuada de alimentos y cierra el extremo abierto atándolo con un cordel. A continuación se proponen dos experimentos usando este modelo del intestino delgado: 1 Investigación sobre la necesidad de la digestión usando un modelo del intestino delgado Prepara el aparato que se muestra en la figura 11 y déjalo durante una hora. Anota todos los resultados de la forma que te parezca más apropiada. 10 mi de una solución de a I mi d ó n -+--t a 11% y 1 mi de agua 10 mi de una solución de almidón al 1% y ~ mi de solución de amilasa al 1% - agua a temperatura constante de 40º[ Resultados Para ver los resultados del experimento saca las bolsas de cada tubo ábrelas y vierte las soluciones de cada una en tubos de ensayo distintos. Ahora tendrás cuatro muestras de líquido dos con los contenidos de las bolsas y dos con los contenidos de los tubos. Divide cada muestra en dos mitades y determina el almidón en una de las mitades y los azúcares en la otra. agua Figura 11 Aparato para investigar la necesidad de la digestión bolsas hechas con tubos de diálisis Conclusiones y evaluación agua Indica cuidadosamente todas las conclusiones que puedas extraer basándote en tus resultados. 311

10 FISIOLOGIA HUMANA Discute los puntos fuertes y débiles de esta forma de investigar la necesidad de la digestión. Sugiere mejoras al método o sugiere un método totalmente diferente de investigar la necesidad de la digestión. tubo extremo superior de la bolsa sellado con un cordel 2 Investigación sobre la permeabilidad de la membrana usando un modelo del intestino delgado Las bebidas de cola contienen una mezcla de sustancias con partículas de diferentes tamaños. Pueden utilizarse para representar el alimento en el intestino delgado. Los tubos de diálisis son semipermeables así que pueden usarse como modelo para representar la pared del intestino delgado. bebida de cola que se deja sin gas antes de introducirla en la bolsa agua pura volumen mínimo - necesario para cubrir toda la bolsa R= extremo inferior de la bolsa atado con un nudo para evitar filtraciones Predicciones Las bebidas de cola contienen glucosa ácido fosfórico y caramelo un glúcido complejo añadido para darles color marrón. Predice aportando razones cuál o cuáles de estas sustancias se difundirán fuera de la bolsa. Predice si la bolsa aumentará o perderá masa durante el experimento. Instrucciones 1 Prepara el modelo del intestino delgado con la bebida de cola en su interior. 2 Enjuaga la parte exterior de la bolsa para eliminar cualquier resto de bebida de cola y después seca la bolsa. 3 Halla la masa de la bolsa utilizando una balanza electrónica. 4 Cuando estés preparado para iniciar el experimento coloca la bolsa en un tubo de ensayo con agua pura. 5 Examina el agua alrededor de la bolsa a intervalos adecuados (se sugiere un rango de y 16 minutos). A cada intervalo sube y baja la bolsa unas cuantas veces para mezclar el agua del tubo y a continuación realiza las siguientes pruebas: Observa cuidadosamente el agua para ver si sigue estando clara o se ha vuelto marrón. Utiliza una pipeta para sacar unas gotas de agua deposítalas en una cubitera y determina el ph usando un indicador de ph sensible. Emplea una guía de colores para determinar el ph. Introduce una tira reactiva de glucosa en el agua y anota el color resultante. Las instrucciones varían según las tiras reactivas utilizadas: sigue las instrucciones y determina la concentración de glucosa en el agua. 6 Después de examinar el agua por última vez saca la bolsa sécala y halla su masa otra vez con la balanza electrónica. Conclusiones indicador de ph Figura 12 Aparato para el experimento sobre la permeabilidad de la membrana cubitera a) Explica las conclusiones que puedes extraer sobre la permeabilidad del tubo de diálisis basándote en las pruebas del agua y en el cambio de masa de la bolsa. [5] b) Compara y contrasta los tubos de diálisis y las membranas plasmáticas encargadas de la absorción en las células del epitelio de las vellosidades de la pared del intestino. [5] e) Utiliza los resultados de tu experimento para predecir la dirección del movimiento del agua por ósmosis a través de las células del epitelio de las vellosidades. [5] 312

11 6.1 DIGESTION Y ABSORCION Teoría del Conocimiento Cuáles son algunas de las variables que influyen en lo que se considera "normal"? En algunas personas adultas los niveles de lactasa son demasiado bajos para poder digerir adecuadamente la lactosa de la leche. En su lugar la lactosa pasa del intestino delgado al intestino grueso donde las bacterias se alimentan de ella y producen dióxido de carbono hidrógeno y metano. Estos gases causan algunos síntomas desagradables que desincentivan el consumo de leche. Es lo que se conoce como intolerancia a la lactosa. A veces en el pasado se la ha considerado una anormalidad o incluso una enfermedad pero se podría argumentar que la intolerancia a la lactosa es lo normal en los seres humanos. El primer argumento a favor de este punto de vista es biológico. Las hembras de los mamíferos producen leche para alimentar a sus crías. Cuando las crías son destetadas se sustituye la leche con alimentos sólidos y disminuye la secreción de lactasa. Por lo tanto el consumo de leche hasta la edad adulta por parte de los seres humanos es algo inusual. En consecuencia la incapacidad de consumir leche por intolerancia a la lactosa no debería considerarse anormal. El segundo argumento es simplemente matemático: un alto porcentaje de los seres humanos tienen intolerancia a la lactosa. El tercer argumento es evolutivo. Podemos decir casi con certeza que todos nuestros antepasados tenían intolerancia a la lactosa así que esto es lo natural o normal. La tolerancia a la lactosa parece haber evolucionado por separado en al menos tres zonas: el norte de Europa partes de la península arábiga el Sáhara y el este de Sudán y partes de Africa Oriental habitadas por los pueblos tutsi y masái. En el resto del planeta la tolerancia se debe probablemente a la migración desde estas zonas. 313