1 La nutrició 1. La funció de nutrició en els éssers humans 2. L aparell digestiu 3. La digestió i l absorció 4. El sistema respiratori 5. El sistema circulatori 6. L aparell excretor Gràcies a la capacitat de plantejar un problema i buscar-hi solucions, l ésser humà del segle XXI pot desplaçar-se per tots els racons de la superfície de la Terra, pot investigar l Univers i pot comunicar-se d un extrem a l altre del planeta. Els nous avenços han permès solucionar moltes de les mancances que de forma individual o social tenen els humans. Però malgrat tot, continuen tenint les mateixes necessitats que la resta d éssers vius i les cobreixen mitjançant les funcions vitals, d una manera semblant a la d altres organismes. Perquè l organisme d un ésser humà funcioni correctament necessita obtenir matèria i energia, s ha de relacionar amb l exterior i ha de rebre informació del seu interior; a més a més, cal que es reprodueixi per tal que l espècie no desaparegui. L obtenció de matèria i energia fa possible tots els processos posteriors que defineixen els humans com a éssers vius i permet l avenç que hem aconseguit com a espècie.
QÜESTIONS Com és la nutrició en els éssers humans? Quins sistemes estan involucrats en la nutrició humana? Com és la digestió? Quina és la utilitat dels pulmons? Com és la circulació sanguínia humana? Què s elimina en l excreció? EN AQUESTA UNITAT Estudiarem com és la nutrició en els éssers humans. Descriurem els aparells necessaris per realitzar la nutrició en els éssers humans. Coneixerem els processos necessaris per realitzar la nu trició en els éssers humans.
1 LA NUTRICIÓ 1. La funció de nutrició en els éssers humans Sabies que... El terme aparell es pot fer servir en molts casos com a sinònim de sistema. Els éssers humans, com tots els organismes heteròtrofs, necessiten aconseguir matèria orgànica d altres éssers vius per obtenir la matèria i l energia necessària per als processos que tenen lloc al seu interior. El conjunt dels processos que es donen per tal que cada cèl lula del cos rebi la matèria necessària per al seu bon funcionament i que les substàncies de rebuig resultants siguin expulsades a l exterior, és el que es coneix com a nutrició. Els sistemes o aparells de l organisme implicats en la funció de nutrició són el digestiu, el respiratori, el circulatori i l excretor. El sistema digestiu és l encarregat de processar els aliments introduïts a l organisme per tal de transformar-los en substàncies aprofitables per les cèl lules. Els mecanismes que s utilitzen per poder-ho realitzar es coneixen amb el nom de digestió i absorció. El sistema respiratori capta part de l oxigen de l aire i expulsa el diòxid de carboni resultant dels processos cel lulars. Aquests processos s anomenen ventilació i intercanvi de gasos. El sistema circulatori rep les substàncies aprofitables del sistema digestiu i l oxigen del respiratori i els transporta fins a totes les cèllules de l organisme. També és l encarregat de recollir les substàncies de rebuig que produeixen les cèl lules i dur-les al sistema respiratori, en el cas del diòxid de carboni, i al sistema excretor en el cas de la resta de substàncies. Aquest transport es realitza a través de la sang i de la limfa. Fig. 1: La funció de nutrició involucra diversos aparells o sistemes repartits per tot el cos. El sistema excretor és el responsable de recollir de la sang les substàncies de rebuig produïdes per les cèl lules i enviar-les a l exterior. El conjunt de processos que hi tenen lloc es coneix com a excreció. activitats proposades 1. Què s entén per nutrició? 2. Quins elements obté l ésser humà del medi extern? Quins hi aboca? 3. Què són els additius alimentaris? 10
LA NUTRICIÓ 1 2. L aparell digestiu El sistema digestiu està format per un tub molt llarg, dividit en diverses parts i amb diversos eixamplaments i aprimaments, en el qual s introdueixen els aliments per processar-los i extreure n les substàncies que l organisme pot aprofitar, anomenades nutrients. Un seguit d òrgans aboquen a l interior del tub diferents elements que ajuden a fer aquesta funció. boca faringe esòfag Les parts en què es divideix el tub digestiu són: boca, faringe, esòfag, estómac, intestí prim i intestí gros. fetge estómac 2.1 La boca intestí prim intestí gros La boca és l extrem d entrada dels aliments; s hi troben les dents i la llengua. Amb aquests elements es trituren i es preparen els aliments per als processos posteriors. També és a la boca on les glàndules salivals aboquen el seu contingut. A més, les dents i la llengua també són importants en el procés de formació de les paraules. Els éssers humans tenen una primera dentició de vint peces, que es renova per una altra de vint-i-vuit, en la majoria de casos abans del 16 anys. Més endavant acostumen a aparèixer quatre peces més anomenades popularment queixals del seny. Les dents tenen dues parts clarament diferenciades: la corona i l arrel. La corona és la part que sobresurt de les genives i l arrel és la part oculta que fixa la dent. La part més interna de la dent està formada per la polpa, on es troben les terminacions nervioses i els vasos sanguinis; està recoberta d una substància anomenada dentina que, a la zona de l arrel, s uneix a la geniva gràcies a un material que rep el nom de cement, que també uneix la dent a l os. A la zona de la corona la dentina està recoberta d una capa formada per una substància dura anomenada esmalt. recte Fig. 2: L aparell digestiu està format, de fet, per un tub únic en què es processen els aliments en el seu recorregut entre la boca i l anus. Sabies que... L esmalt és la substància més dura que hi ha al cos humà. inferiors superiors incisives canines dents premolars dents molars corona dentina geniva polpa cement arrel incisiva central incisiva lateral canina primera premolar segona premolar primera molar segona molar tercera molar nervi i vas sanguini Fig. 3: La dentició de l ésser humà adult consta d un total de 32 peces, incloent-hi els queixals del seny. Fig. 4: Les dents estan formades per substàncies prou dures per triturar tota mena d aliments. 11
1 LA NUTRICIÓ faringe dents boca La llengua és un òrgan muscular mòbil de gran importància en la nutrició, no només perquè intervé en els processos mecànics que tenen lloc a la boca, sinó també perquè s hi troben les papil les. Les papil les són unes petites prominències que recobreixen gran part de la superfície de la llengua; s hi troben els botons gustatius, que són els encarregats de captar les quatre sensacions gustatives fonamentals: dolça, amarga, àcida i salada. Els botons responsables de cadascuna de les sensacions es troben localitzats en diferents parts de la llengua. esòfag Fig. 5: La boca, la faringe i l esòfag tenen com a missió introduir els elements al sistema digestiu i conduirlos cap a l estómac. llengua glàndules salivals 2.3 2.2 La faringe La faringe és la part del tub digestiu que comunica la boca amb l element següent: l esòfag. Presenta també comunicacions amb el nas i la laringe. Per aquesta raó, a la base té un element anomenat epiglotis que impedeix que els aliments passin al sistema respiratori. L esòfag Un enzim és una substància orgànica que regula els processos de transformació de substàncies. L esòfag és un conducte recobert de musculatura que comunica amb l estómac. S hi produeixen un seguit de moviments musculars en forma d ona que arrosseguen l aliment cap a l estómac, que reben el nom de moviments peristàltics. En el punt on s uneixen hi ha un esfínter (anell muscular contràctil) anomenat càrdies, que evita que els aliments abocats a l estómac puguin tornar cap enrere. 2.4 L estómac pílor càrdies esòfag duodè L estómac és un òrgan en forma de sac que comunica amb l esòfag a través del càrdies per un extrem, i amb l intestí prim per l altre costat, a través d un esfínter anomenat pílor. Presenta una capa muscular important que li permet realitzar moviments peristàltics; a més, les cèl lules de les seves parets internes secreten diferents tipus de substàncies (àcid clorhídric i enzims) que reben el nom general de suc gàstric. Aquests elements seran els responsables de la digestió estomacal. L estómac també té una gran quantitat de vasos sanguinis i limfàtics per a l absorció de substàncies. Per evitar que els enzims i l àcid clorhídric digereixin l estómac, hi ha unes cèl lules a les parets internes que secreten una mucositat protectora. A més de la digestió i l absorció, a l estómac també es realitza l emmagatzematge de substàncies. estómac 2.5 Els intestins prim i gros intestí prim Fig. 6: L estómac rep els aliments i els digereix fent servir les substàncies que secreta. Els intestins estan formats per un sol tub en què es poden distingir dos trams diferents: un de més prim i llarg, anomenat intestí prim, i un altre de més gruixut anomenat intestí gros. L intestí prim pot arribar a fer fins a deu metres de llargària; per aquesta raó es troba molt replegat per tal de cabre a l abdomen. 12
LA NUTRICIÓ 1 Per incrementar encara més la seva superfície d absorció, la cara interna de l intestí prim conté nombrosos plecs, formats a més per d altres de més petits anomenats vellositats intestinals. A cadascuna de les vellositats intestinals hi arriben diversos capil lars sanguinis i un vas limfàtic. En aquesta cara interna també hi ha diverses depressions o fosses, on es troben cèl lules glandulars que secreten els enzims necessaris per fer la digestió intestinal. L intestí prim està format per tres trams anomenats duodè, jejú i ili. Al primer tram, el duodè, s hi troben gran part de les cèl lules glandulars i a més hi aboquen el seu contingut el fetge i el pàncrees per facilitar la transformació dels aliments en nutrients digerits completament i absorbibles. L absorció es produeix majoritàriament al jejú i a l ili. L intestí gros presenta les parets de la seva cara interna sense vellositats. Està format per tres trams anomenats cec, còlon i recte. El cec és una mena de sac en el qual hi ha la unió amb l ili i s hi troba l apèndix. El còlon és la part més llarga de l intestí gros, connecta amb el cec per un extrem i amb el recte per l altre. Presenta una forma de U invertida, amb tres parts diferenciades: còlon ascendent, còlon transvers i còlon descendent. L intestí gros finalitza amb el recte, que desemboca a l exterior a través de l orifici anomenat anus. Aquesta obertura està controlada per l esfínter anal. cec recte còlon anus Fig. 7: L intestí gros rep part dels elements procedents de l intestí prim i els encamina cap a la seva expulsió del cos. 2.6 Les glàndules annexes Relativament properes al tub digestiu, hi ha un seguit de glàndules que hi aboquen les substàncies que fabriquen. Són les glàndules salivals, el fetge i el pàncrees. Les glàndules salivals aboquen el seu contingut, la saliva, a la boca. La saliva conté bàsicament aigua, enzims i mucina, i participa en la primera transformació de l aliment, principalment preparant la digestió dels glúcids. El fetge és l encarregat de fabricar la bilis, que és molt important en la digestió dels greixos. Un petit sac situat per sota del fetge, que rep el nom de vesícula biliar, s encarrega d emmagatzemar-la i abocar-la a l intestí prim (duodè) durant la digestió. El pàncrees és una glàndula que aboca una gran quantitat d enzims, que formen el suc pancreàtic, al duodè. lòbul dret cèl lules hepàtiques lòbul esquerre vesícula biliar activitats proposades Fig. 8: El fetge té una importància molt gran, ja que sense aquest òrgan seria impossible digerir els greixos. 4. Busca informació sobre les terceres dents molars o queixals del seny. Per quina raó hi ha individus que no els presenten? 5. Quines substàncies van rebent els aliments al llarg del seu recorregut pel sistema digestiu? 6. Quines són les funcions de l estómac? 7. A més de la mida, quina altra diferència hi ha entre l intestí prim i el gros? 8. A més de produir el suc pancreàtic, el pàncrees té una altra funció. Esbrina quina és i la seva importància. 13
1 LA NUTRICIÓ 3. La digestió i l absorció Les contraccions de l estómac empenyen el quim cap al duodè. La velocitat d aquest procés, encara que és més lent que la deglució, varia en funció del tipus d aliment i la seva consistència. Els bacteris que viuen a l intestí són els responsables de l obtenció d algunes substàncies. D aquesta manera s obtenen algunes vitamines, com ara la vitamina K. Investiga Esbrina què vol dir que la bilis emulsiona els greixos. Els processos mecànics i químics que desfan els aliments i els transformen en elements assimilables o nutrients reben el nom de digestió. Es poden distingir dos processos: la digestió mecànica i la digestió química. La digestió mecànica trenca els aliments i els barreja amb les diferents substàncies produïdes per l aparell digestiu. La digestió química transforma les substàncies presents als aliments, mitjançant reaccions en què intervenen enzims. El procés de digestió s inicia a la boca amb la masticació. En aquest procés les dents trituren els aliments fins que els redueixen a fragments tan petits com sigui possible. Al mateix temps es produeix la insalivació, durant la qual els moviments de les dents i la llengua barregen els aliments amb la saliva. Els enzims presents a la saliva comencen la digestió química; la mucina i l aigua permeten que es formi el bol alimentari. En l acte de la deglució, el bol alimentari passa a través de la faringe fins a l esòfag, que amb els moviments peristàltics l arrossega fins a l estómac. A l estómac el bol alimentari es barreja amb el suc gàstric gràcies als moviments peristàltics, de manera que es produeix una digestió mecànica estomacal. Els sucs gàstrics i l àcid clorhídric realitzen una digestió química del bol alimentari, i el transformen en una pasta semilíquida anomenada quim. Un seguit de contraccions de l estómac empenyen el quim cap al duodè. A l intestí prim el suc pancreàtic i la bilis continuen la digestió química del quim. Algunes cèl lules del mateix intestí prim secreten l anomenat suc intestinal, on també hi ha enzims digestius. A l intestí prim es donen un seguit de moviments que afavoreixen la mescla. Com a resultat de la barreja del quim amb les diferents substàncies secretades i dels processos que hi tenen lloc, es forma un líquid blanquinós anomenat quil. Una part important del quil s absorbeix i la resta passa a l intestí gros. Les substàncies que arriben a l intestí gros es transformen en femtes. Durant aquest procés l acció dels bacteris que viuen en simbiosi en aquesta part del sistema digestiu permet l obtenció d algunes vitamines. L absorció és el procés mitjançant el qual les substàncies útils passen del sistema digestiu a l interior de l organisme, bàsicament a la sang i a la limfa. A més de substàncies extretes dels aliments consumits, també es reabsorbeixen tots els productes secretats que es poden reaprofitar. Gran part de l absorció es produeix a l intestí prim. A l intestí gros s absorbeixen els productes obtinguts de la flora bacteriana i l aigua que s extreu en el procés de formació de les femtes. activitats proposades 9. Completa la frase: La digestió és Digestió mecànica Digestió química 10. Busca informació sobre la indigestió. Què és? Quins símptomes té? 11. Per quina raó cal que l intestí prim tingui tanta superfície? 12. Omple la taula següent indicant si es realitza digestió mecànica o química, seguint l exemple. boca faringe esòfag estómac intestí prim intestí gros masticació i insalivació enzims presents a la saliva 14
LA NUTRICIÓ 1 4. El sistema respiratori El sistema respiratori està format per un seguit de conductes, que reben el nom general de vies respiratòries, que desemboquen en dos òrgans: els pulmons. La boca i la faringe són els elements comuns al sistema digestiu i al respiratori. El nas presenta dues cavitats, anomenades fosses nasals, que comuniquen l exterior amb la faringe. L aire que entra pels orificis nasals és alliberat de pols, escalfat i humitejat, i arriba a la laringe a través de la faringe. La laringe connecta amb la tràquea i és la part de les vies respiratòries on es troben les cordes vocals. És per això que té una gran importància en el procés de fonació. La tràquea presenta uns anells cartilaginosos que li donen una certa rigidesa, al mateix temps que en fan possible el moviment. Les parets internes estan cobertes de glàndules que secreten una substància mucosa, i de cilis que empenyen aquesta mucosa cap a la faringe, on s elimina a través del sistema digestiu. La tràquea es bifurca en dues estructures de característiques similars, els bronquis principals, cadascuna de les quals es dirigeix cap a un dels pulmons. Cada bronqui principal es divideix en dos o tres bronquis secundaris, depenent del pulmó al qual es dirigeixin. Els dos pulmons són els òrgans principals del sistema respiratori. Tenen una estructura esponjosa i cadascun està recobert d una membrana, la pleura, que els separa dels ossos de la caixa toràcica i d un múscul situat per sota anomenat diafragma. La pleura està formada per dues capes separades per un líquid. Una de les capes es troba unida als pulmons i l altra a les costelles i el diafragma. La pleura protegeix els pulmons i permet el procés de ventilació. Els pulmons estan dividits en lòbuls, a cadascun dels quals arriba un bronqui secundari. A causa de la posició del cor, propera al pulmó esquerre, aquest només té dos lòbuls; en canvi, el dret en té tres. Dins dels pulmons, els bronquis es van dividint en conductes cada vegada més fins; els més petits reben el nom de bronquíols i finalitzen en un nas petit sac anomenat alvèol pulmonar. Al voltant de cada al- boca vèol pulmonar hi ha un seguit epiglotis de petits vasos sanguinis anomenats capil lars. tràquea Sabies que... Els cilis són prolongacions de la membrana d algunes cèl lules; tenen moviment, són petits i normalment n hi ha molts. Poden tenir diverses funcions: moviment del cos en organismes unicel lulars, empènyer substàncies en una direcció, o també captar estímuls, com en les cèllules sensibles a la llum de la retina dels ulls. laringe faringe bronqui pulmó Fig. 9: Els sistema respiratori permet incorporar oxigen al cos i eliminar gasos nocius. pleura 15
1 LA NUTRICIÓ 4.1 La ventilació i l intercanvi de gasos La ventilació és el procés pel qual els pulmons s omplen i es buiden d aire a conseqüència de l acció del diafragma i dels músculs toràcics. Durant el procés que s anomena inspiració, el diafragma baixa i les costelles es mouen cap amunt i cap a fora. Això provoca un efecte de succió que fa que entri aire als pulmons. En el procés oposat, l expiració, el diafragma i les costelles tornen a la posició inicial i l aire és expulsat dels pulmons. La ventilació fa possible que l aire de l exterior arribi als alvèols pulmonars, on s hi produeix l intercanvi de gasos. sang desoxigenada sang oxigenada bronquíol capil lar alvèol glòbul vermell Fig. 10: Durant el procés d intercanvi de gasos, l oxigen que capta l aparell respiratori passa a la sang, i forma la sang rica en oxigen pròpia de les artèries. El diòxid de carboni de la sang passa a l alvèol. diòxid de carboni oxigen La sang que arriba als alvèols a través dels capil lars porta el diòxid de carboni (CO 2 ) produït per les cèl lules en els processos vitals que realitzen. A través de les parets dels alvèols i dels capil lars part de l oxigen (O 2 ) present a l aire passa a la sang per difusió, és a dir, d un lloc on n abunda (l interior de l alvèol) a un altre on en falta (el capil lar sanguini). De la mateixa manera, el diòxid de carboni present a la sang passa als pulmons, també a causa de la diferència de concentració entre els capil lars, molt carregats de diòxid de carboni en arribar als pulmons, i l alvèol i surt amb la resta d aire en l expiració. activitats proposades 13. Ordena els aparells següents de més exterior a més interior: alvèol, tràquea, faringe, bronquis, fosses nasals, laringe, bronquíols. 14. És el mateix la ventilació que l intercanvi de gasos? 15. Busca informació sobre la pleuritis. Què és? A què pot ser deguda? Què provoca? 16. En Joan li diu al Ferran que l aire que surt dels pulmons no conté oxigen perquè s ha produït l intercanvi de gasos. En Ferran diu que no és possible. Qui té raó? Pots trobar un exemple que ho demostri? 16
LA NUTRICIÓ 1 5. El sistema circulatori El sistema circulatori està format per tres elements: un seguit de conductes (venes, artèries i capil lars), un òrgan (el cor) i un fluid (la sang). La sang és impulsada pel cor i circula pels conductes. Hi ha tres tipus principals de conductes en el sistema circulatori, cadascun amb unes funcions i característiques diferents. Les artèries són tots els conductes que surten del cor i arriben als teixits. El sistema arterial comença a l artèria aorta, que surt del ventricle esquerre del cor, i l artèria pulmonar, que ho fa del ventricle dret. El sistema arterial es va ramificant fins que arriba als capil lars. Les artèries són vasos sanguinis molt elàstics i amb una capa muscular gruixuda que permet regular el flux de sang. En contacte amb les artèries més petites o arterioles es troben els capil lars; són vasos sanguinis d un diàmetre molt petit que es distribueixen pels teixits, de manera que totes les cèl lules de l organisme en tenen un a prop. És aquí on es realitza l intercanvi de substàncies, la funció principal del sistema circulatori. Diversos capil lars s uneixen formant una vènula. La unió de diverses vènules donarà una vena. Totes les venes de l organisme s uneixen a les venes cava inferior i superior, que arriben a l aurícula dreta del cor, o bé a les venes pulmonars, que van a parar a l aurícula esquerra. A l interior de les venes hi ha unes vàlvules anomenades sigmoides o semilunars que impedeixen el reflux de la sang degut a la gravetat, sobretot a les extremitats. El cor és un òrgan muscular de la mida d un puny, situat entre els dos pulmons i una mica més a prop del costat esquerre. L interior del cor està dividit en quatre cavitats: les dues superiors reben el nom d aurícules i les dues inferiors, ventricles. La meitat dreta i esquerra del cor no tenen cap mena de comunicació; en canvi, l aurícula dreta i el ventricle del mateix costat es troben comunicats per la vàlvula tricúspide. Les dues cavitats de la banda esquerra ho estan per la vàlvula mitral. vena cava vena pulmonar venes pulmonars vena cava iugular artèria aorta Fig. 11: El sistema circulatori és vital per al funcionament de tots els òrgans i, per tant, s estén per tot el cos humà. El múscul que forma el cor, anomenat miocardi, no es troba en cap altra banda de l organisme. cor artèria pulmonar artèria femoral aurícules diàstole sístole auricular artèria pulmonar vàlvula mitral aorta vena cava artèria aorta ventricle vàlvula tricúspide sístole ventricular Fig. 12: Per tal de bombejar la sang que hi arriba, el cor ha de fer un seguit de moviments rítmics de forma continuada. aurícula ventricle Fig. 13: Anatomia del cor. 17
1 LA NUTRICIÓ Habitualment, si no s indica res, s entén la sístole com la sístole ventricular. Sabies que... Es parla d artèria o vena depenent de si un vas sanguini porta sang des del cor o cap al cor, no segons si porta més o menys oxigen. L artèria pulmonar porta sang pobra en oxigen, a diferència de la resta d artèries del cos. Amb les venes pulmonars passa el mateix: porten sang rica en oxigen, a diferència de la resta de venes del cos. cap vena cava superior artèria pulmonar Al cor es distingeixen un seguit de contraccions i relaxacions del múscul cardíac (miocardi) que donen lloc als batecs. Aquest moviments són la sístole auricular, la sístole ventricular i la diàstole general. La sístole auricular consisteix en la contracció de les dues aurícules simultàniament. Les vàlvules tricúspide i mitral s obren i deixen passar la sang cap als ventricles. Quan es produeix la sístole ventricular, la sang surt per les artèries aorta i pulmonar gràcies a la contracció simultània dels ventricles esquerre i dret, respectivament. Al punt on s uneixen les artèries i els ventricles hi ha vàlvules sigmoides que n eviten el reflux. La diàstole general consisteix en la relaxació de tot el cor, fet que possibilita que torni a entrar sang a les aurícules i es torna al punt de partida. La sang és una substància formada per un líquid, el plasma, en què es troben cèllules de diferents tipus. Aquestes cèl lules no es formen a la sang, però la utilitzen com a via per desplaçar-se d un lloc a un altre o per fer les seves funcions. Dels aproximadament cinc litres de sang que té un ésser humà, més del 50 % correspon al plasma. La resta són els eritròcits, les plaquetes i els leucòcits. El plasma és un líquid groguenc format majoritàriament per aigua, fet que permet la dissolució de substàncies, així com el pas de la sang a través dels capil lars. Conté sobretot proteïnes i sals minerals. Els eritròcits o glòbuls vermells són els responsables de transportar oxigen i diòxid de carboni gràcies al fet que contenen un pigment anomenat hemoglobina. Aquest pigment és el responsable del color vermell dels eritròcits, i com que a la sang n hi ha molts (un cinc milions per cada mil límetre cúbic) són els que li confereixen la seva coloració característica. Les plaquetes són elements sanguinis que juguen un paper important en els mecanismes de coagulació i reparació de ferides als teixits, als vasos sanguinis, a la pell, etc. Tant eritròcits com plaquetes realitzen les seves funcions a la sang. Els leucòcits o glòbuls blancs són cèl lules que es artèria caròtida poden trobar a la sang o a qualsevol teixit de l organisme. N hi ha de diferents tipus, però tots tenen a veure amb la defensa davant de les possibles vena pulmonar infeccions. cor artèria aorta 5.1 La circulació sanguínia vena cava inferior vena hepàtica vena porta vena renal artèria hepàtica artèria renal Fig. 14: La circulació sanguínia del cos humà forma un cicle tancat que permet l intercanvi de substàncies per tot l organisme. La circulació sanguínia en l ésser humà (així com a la resta de mamífers i a les aus) és doble, tancada i completa. Això vol dir que per fer el seu recorregut la sang passa dues vegades pel cor, que circula sempre per conductes sense sortir-ne mai, i que la sang rica en oxigen i la pobra en oxigen no es barregen. Es formen, doncs, dos circuits: el que s anomena circulació pulmonar o menor i circulació sistèmica o major. La circulació pulmonar s inicia al ventricle dret del cor, des d on la sang pobre en oxigen és impulsada a través de l artèria pulmonar cap als pulmons. 18
LA NUTRICIÓ 1 Allà es produeix l intercanvi de gasos i la sang rica en oxigen torna a través de les venes pulmonars a l aurícula esquerra del cor. La circulació sistèmica s inicia al ventricle esquerre del cor, des d on la sang rica en oxigen provinent de la circulació pulmonar és impulsada a través de l artèria aorta cap a totes les cèl lules de l organisme. Les cèl lules en capten l oxigen i les substàncies aprofitables de la sang i hi cedeixen el diòxid de carboni i altres substàncies de rebuig. Aquesta sang, pobre en oxigen i rica en diòxid de carboni, torna al cor per les venes cava superior i inferior, que connecten amb l aurícula dreta, on comença novament tot el cicle. En la circulació sistèmica hi ha un circuit, anomenat circulació portal, que du la sang de l intestí prim (on s han recollit les substàncies aprofitables, és a dir, els nutrients) al fetge a través de la vena porta. Des d aquí torna a incorporar-se a la circulació major. D aquesta manera, les substàncies absorbides poden ser tractades al fetge, on es neutralitzen la gangli limfàtic majoria de les substàncies nocives que poden arribar amb la dieta, abans cor de passar a la resta de l organisme. El color de la sang no sempre és igual, depèn de la riquesa en oxigen. vena subclàvia 5.2 La circulació limfàtica La limfa és una substància formada per plasma sanguini i un gran nombre de glòbuls blancs que circula pel sistema limfàtic. El sistema limfàtic és un sistema circulatori constituït per una xarxa de vasos i comunicat amb la circulació sanguínia a través de la vena subclàvia. Al llarg dels vasos limfàtics hi ha uns petits òrgans anomenats ganglis limfàtics. La funció principal dels ganglis limfàtics està relacionada amb el sistema immunitari, encarregat de la defensa de l organisme davant les infeccions. La gran quantitat de glòbuls blancs que tenen serveixen per eliminar els possibles agents infecciosos abans que la limfa s incorpori a la sang. El sistema limfàtic recull el plasma que surt dels capil lars sanguinis i que queda als teixits entre les cèl lules (líquid intersticial), de manera que el plasma pot tornar al sistema circulatori. Una altra funció d aquest sistema relacionada amb la nutrició és la de recollir els lípids absorbits als intestins. Fig. 15: El sistema limfàtic forma un entramat per tot el cos humà similar al sistema circulatori, però amb una funció diferent. activitats proposades 17. Què vol dir que la circulació sanguínia és doble, tancada i completa? 18. Podem definir les venes com els conductes per on sempre circula la sang pobra en oxigen? 19. Busca informació sobre l anèmia. 20. Per quina raó creus que el ventricle esquerre és més musculat que el dret? 21. A través de quines venes s incorporen els nutrients absorbits per l intestí a la circulació sanguínia general? 19
1 LA NUTRICIÓ 6. L aparell excretor ronyó escorça renal uretra Fig. 16: L aparell excretor rep tots els materials que el cos no pot aprofitar i s encarrega d eliminar-los. L aparell excretor està format per un parell d òrgans filtradors (els ronyons) un òrgan emmagatzemador (la bufeta urinària) i un seguit de conductes medul la renal (els urèters i la uretra) que transporten l orina dels ronyons a la bufeta i de la bufeta a l exterior. Els ronyons són dos òrgans situats a la zona superior de l abdomen, un a cada costat de la columna vertebral, amb una forma que recorda la de les mongetes. Interiorment tenen tres zones diferenciades: pelvis renal l escorça renal, la medul la renal i la pelvis renal. L escorça és la part més externa dels ronyons i la urèter que presenta les unitats que s encarreguen de filtrar la sang, els nefrons. Cada nefró està format per un corpuscle renal i un tub (túbul renal) amb diferents seccions (túbul proximal, nansa de Henle i túbul distal). El corpuscle renal està format per una estructura amb forma de bufeta copa, la càpsula de Bowman, on es troben un conjunt de capil lars, el glomèrul. El túbul renal comunica el corpuscle amb el túbul col lector que recull els productes de diversos nefrons. La medul la renal es troba situada per sota de l escorça. Presenta unes estructures anomenades piràmides renals, que estan orientades amb la base cap a l escorça. Estan formades pels túbuls col lectors provinents de l escorça i vasos sanguinis. La pelvis renal és una cavitat en forma d embut que connecta la medul la renal amb l urèter. La seva finalitat és recollir l orina a través d unes estructures denominades calzes. ronyó pelvis renal piràmide renal càpsula de Bowman glomèrul calze medul la renal nefró escorça renal Fig. 17: Els ronyons s encarreguen d una funció de filtració, de forma similar a un colador que no deixa passar determinades substàncies. corpuscle renal tub renal Fig. 18: El nefró té una estructura complicada que permet filtrar la sang. 20
LA NUTRICIÓ 1 La bufeta urinària és un sac molt musculat on s emmagatzema l orina abans de sortir a l exterior. Els conductes que comuniquen la pelvis renal amb la bufeta urinària reben el nom d urèters. De la bufeta urinària a l exterior hi ha un conducte anomenat uretra. En aquest conducte es troba un esfínter que regula el pas de l orina. La uretra masculina forma part també de l aparell reproductor, i és força més llarga que la femenina. 6.1 L excreció La funció principal del ronyó és extreure de la sang la majoria de les substàncies de rebuig que conté. Per aconseguir-ho, en cadascun dels corpuscles renals es produeix una filtració per la qual algunes substàncies passen dels glomèruls, que són cabdells de vasos sanguinis, a la càpsula de Bowman (filtració primària). Al llarg de tot el nefró es produeix una reabsorció (filtració secundària) de gran part de l aigua i d altres substàncies de mida petita que encara són aprofitables, com la glucosa i els aminoàcids, de manera que al túbul col lector arriben les substàncies de rebuig i l aigua que haurà de ser eliminada, que formen l orina. Tots els túbuls col lectors d un ronyó aboquen l orina a la pelvis renal, que continua amb els urèters fins a la bufeta urinària. Quan s acumula una determinada quantitat d orina a la bufeta, es produeix l impuls de la micció, gràcies a la qual s obre l esfínter uretral i l orina surt a l exterior. A més d eliminar les substàncies de rebuig, el sistema excretor permet controlar la pressió sanguínia mitjançant l eliminació d aigua i sals minerals, de manera que la formació de més o menys orina pot afavorir que la pressió sanguínia sigui més o menys alta. Encara que el sistema excretor elimina la majoria de les substàncies de rebuig que es formen a l organisme, hi ha altres mecanismes pels quals els éssers humans realitzen l excreció. Per exemple, mitjançant el fetge s eliminen algunes substàncies a través del sistema digestiu. Les glàndules sudorípares, presents a gairebé tota la pell, també intervenen en l eliminació d una petita part de les substàncies de rebuig. L excreció en les glàndules sudorípares consisteix en la formació de suor a la part més interna o globular, a partir de substàncies de rebuig, sals minerals i aigua. La seva excreció es produeix mitjançant un conducte que comunica amb l exterior. Gràcies a l eliminació de suor s aconsegueix regular la temperatura corporal, perquè quan se secreta i s evapora a la superfície de la pell disminueix la temperatura corporal. suor epidermis dermis glàndula sudorípara Recorda que el diòxid de carboni és una substància de rebuig, però s elimina a través del sistema respiratori. Fig. 19: Les glàndules sudorípares excreten, entre altres substàncies, aigua, que en sortir a l exterior absorbeix calor de la pell i en evaporar-se, refreda el cos. La principal substància de rebuig que conté l orina és la urea. Es tracta d una substància tòxica que produeixen les cèl lules quan obtenen energia a partir de les proteïnes. Una altra substància que també s elimina en quantitats relativament altes amb l orina és la sal comuna. activitats proposades 22. Digues a quina part del sistema excretor es produeixen els processos següents: micció, filtració de la sang, reabsorció de substàncies aprofitables, recollida de l orina del nefró, emmagatzematge d orina. 23. Quina diferència hi ha entre l urèter i la uretra? 24. Creus que és correcte afirmar que l aparell excretor elimina les substàncies que el nostre organisme no assimila dels aliments? 25. Què creus que passaria si excretéssim directament el producte de la filtració primària? 26. Esbrina què és un diurètic. 21
1 LA NUTRICIÓ Activitats f inals 1. Indica en aquest text quins fragments tenen a veure amb la funció de la nutrició: Aquest matí en sortir del llit he anat al lavabo, tenia la bufeta plena després de tota la nit. Quan he acabat m he dirigit a la cuina, on he endrapat tot el que he trobat, tenia molta gana! Per desgràcia també havia de prendre un got de llet no la suporto, de manera que he agafat aire, m he tapat el nas i he començat a empassar, al mateix temps que notava com el cor se m accelerava. 2. Tenint en compte la forma de les corones de les dents, associa cada tipus amb la funció que realitza millor: Esmicolar els aliments i barrejar-los amb saliva és una digestió.... La digestió que consisteix en un seguit de reaccions en què intervenen enzims s anomena....... La bilis es fabrica... i s acumula....... Les cèl lules intercanvien diferents substàncies amb la sang als.... 8. Fes un esquema que indiqui les relacions entre els diferents sistemes implicats en la funció de nutrició. incisius ullals premolars molars 3. Per què suem quan fa calor? mastegar tallar esquinçar 9. La Rosa creu que com que la masticació és un procés de la digestió, si mastega poc els aliments la digestió serà més ràpida. Creus que té raó? Per què? 10. Quan ens prenen la pressió sanguínia ens diuen dos valors, el de la pressió sistòlica i el de la pressió diastòlica. Què deuen voler dir aquestes dades? 4. Digues quina part de l organisme realitza les funcions següents: Insalivació. Secreció d àcid clorhídric. Secreció de bilis. Formació del quil. 5. Imagina que ets una substància aprofitable que es troba en una poma. Com arribaràs a una cèllula? 6. Imagina que ets diòxid de carboni que es troba en una cèl lula d un cos humà. Què hauràs de fer per sortir a l exterior? 7. Completa les frases següents: El quim és una mena de pasta que es forma a.... 11. Per quina raó creus que els metges recepten diürètics (medicaments que incrementen la quantitat d orina) a persones que tenen la pressió sanguínia alta (hipertensió)? 12. Per què els pulmons presenten tantes divisions que els fan incrementar molt la superfície? 13. Quina diferència hi ha entre les substàncies no aprofitables del sistema digestiu i les substàncies de rebuig del sistema excretor? 14. Quines diferències hi ha entre la circulació menor i la major? 15. Indica quines de les afirmacions següents són certes o falses: L absorció és realitza únicament a l intestí prim. Les artèries transporten sempre sang rica en oxigen. 22
LA NUTRICIÓ 1 La filtració de substàncies de rebuig es realitza al nefró. El cor presenta una sístole auricular, una de ventricular i una diàstole general. La ventilació pulmonar fa possible l intercanvi de gasos. El càrdies es troba al cor. 16. Què creus que passaria si aconseguíssim eliminar tots els bacteris del sistema digestiu? 17. Quina és la funció del diafragma? 18. Per quina raó encara que el sistema digestiu i el respiratori comparteixen la boca i la faringe, el menjar no acostuma a anar cap als pulmons? 19. Les dents tenen més funcions que les relacionades amb la nutrició. Intenta esbrinar quines són. 21. Consulta la guia de salut per a joves del Departament de Salut (http://www.gencat.net/salut/ depsan/units/sanitat/html/ca/salutjove/cssj4.htm) o visita el teu centre de salut i esbrina en què consisteixen les càries i què es pot fer per prevenir-les. 22. A més dels esfínters, al cos humà n hi ha més. On es troben i què fan l esfínter d Oddi i l esfínter de l iris? Tenen tots els esfínters relació amb la nutrició? 23. Què és la glucosúria? Com es pot detectar? Quin interès pot tenir fer-ho? 24. En què consisteix una diàlisi? Quan és necessària? 25. Les varius són una malaltia molt comuna del sistema circulatori. Cerca informació sobre què són i a què són degudes. 20. Troba vuit paraules relacionades amb la funció de nutrició: A L P I L O R I S A M O E T C N A D T E I P R O N Y O O L S B H J T W A T L Z R R T U C A R D I E S P U L M O E O M P I D F I G N E C F R O X C U T V M L A K J I U Q N O R B R I G S D H A E U Q A R T 23
1 LA NUTRICIÓ [ DIVULGACIÓ ] Quan falla el cor. L infart de miocardi Totes les cèl lules de l organisme reben els elements que necessiten per viure a través de la sang. El cor no n és una excepció. En la circulació sistèmica hi ha un conjunt de vasos sanguinis que envolten el cor i el nodreixen. Si les artèries d aquest sistema s obstrueixen, les cèl lules d alguna zona del cor poden no rebre el seu subministrament, especialment d oxigen, necessari per viure. Llavors té lloc una malaltia coronària. Al congrés de cardiologia que va tenir lloc a Barcelona al setembre del 2006, es va tornar a insistir en el fet que les causes principals de les malalties coronàries eren els hàbits de la gent. Ja en l acte inaugural, el seu president, el Dr. Valentí Fuster (Barcelona, 1943) va insistir a assenyalar-ne el tabac, el menjar sense control i el sedentarisme com els principals responsables. El tabac és un factor altament nociu per a la salut, tant si es consumeix activament, com si es fa de forma passiva, i fins i tot si la mare ha fumat durant l embaràs. L aspecte de menjar sense control inclou tant el menjar en excés, com fer-ho seguint el model de fast food. Aquests tipus de menjar incrementen la quantitat de greixos que poden acumular-se a les artèries i obstruirles. L alcohol també està inclòs en aquest apartat; una persona adulta pot disminuir el risc de tenir una malaltia cardiovascular si consumeix una quantitat molt petita d alcohol. Per sobre d aquesta quantitat, l efecte que es produeix és el contrari i afavoreix les obstruccions. Realitzar una activitat física afavoreix la salut en general i la del sistema cardiovascular molt especialment. Per aconseguir-ho no s ha de ser cap atleta professional, però sí fer una activitat física de forma constant. Els experts denominen aquests factors com els assassins silenciosos, perquè no donen cap mena d avís fins que pot ser massa tard. Així, l any 2006 s estimava en disset milions de persones les que morien al món per malalties cardiovasculars. No tothom que té una malaltia cardiovascular mor. Dels 75.000 infarts que es produeixen a Espanya cada any, més de la meitat de les persones sobreviuen, i podrien ser moltes més si poguessin arribar a temps als hospitals. Però el desconeixement dels símptomes i el fet que la resposta ha de ser molt ràpida n afavoreix la mortalitat. Si una persona, sigui home o dona, té sensació d opressió o dolor al pit sense un motiu aparent pot estar tenint un infart. Aquest dolor, a més, pot estendre s cap a l esquena, els braços o el coll i les mandíbules, i pot anar acompanyat de nàusees, vòmits, suor freda i ofegament. En aquest cas cal actuar tan ràpid com sigui possible, deixar tot el que s estigui fent i anar al lloc més proper on et puguin atendre. Fig. 20: La rapidesa en l aplicació d ajuda resulta decisiva per aconseguir sobreviure a un infart de miocardi. 24
LA NUTRICIÓ 1 La recuperació cardíaca [ EXPERIMENTA ] Abans de fer l experiència cal dividir-se en grups en els quals hi hagi nois i noies, persones que practiquin habitualment un esport i persones que no. En situació de repòs cal que us prengueu el pols a vosaltres mateixos. Per fer-ho poseu els vostres dits índex i cor al canell fins que el noteu. Realitzeu la mateixa mesura immediatament després de realitzar un exercici físic, i durant vint minuts a intervals de cinc minuts. Amb totes les dades recollides feu una taula com la següent: Alumne Pols en repòs Pols després de fer exercici Pols després de 5 Pols després de 10 Pols després de 15 Pols després de 20 També podeu fer un gràfic que mostri les variacions. Observeu qui recupera abans el pols en repòs. Hi ha alguna relació entre el sexe de les persones i el pols en repòs? I entre el sexe i la recuperació? Hi ha alguna relació entre la recuperació i la pràctica habitual d exercici físic? Fig. 21: Només es pot calcular el pols d una manera fiable si els dits es col loquen en la posició correcta. Fig. 22: En passar de fer una activitat tranquil la a una activitat esportiva notem com es produeix un canvi important en el nostre ritme cardíac. 25