Esercizi: L'apparato digerente

Ordina i seguenti organi secondo il percorso che il bolo alimentare segue da quando entra nel corpo fino a quando vengono espulse le feci: intestino crasso, esofago, ano, bocca, intestino tenue, stomaco.

Spiega brevemente che cosa accade all'alimento nello stomaco e nell'intestino tenue.

Spiega la differenza tra digestione meccanica e digestione chimica, e fai un esempio per ciascuna indicando l'organo in cui avviene.

Collega ogni organo del tubo digerente alla funzione che svolge: bocca, esofago, stomaco, intestino tenue e intestino crasso, scegliendo tra triturare e mescolare l'alimento con la saliva, trasportare il bolo senza digerirlo, rimescolare l'alimento con succhi acidi, completare la digestione e assorbire i nutrienti, e assorbire acqua formando le feci.

Spiega che cos'è la saliva, dove viene prodotta e quali due funzioni svolge sull'alimento mentre masticiamo.

Spiega che cosa sono le feci, che cosa contengono, in quale organo si formano e perché è necessario espellerle.

Indica se queste affermazioni sono vere o false e giustifica la tua risposta: a) i denti compiono una digestione chimica sugli alimenti; b) l'esofago conduce il bolo alimentare fino allo stomaco; c) la maggior parte dei nutrienti viene assorbita nell'intestino crasso.

Spiega che cosa sono gli enzimi digestivi e perché si dice che ciascuno agisce su un tipo specifico di nutriente.

Marta ha mangiato un panino con il prosciutto. Descrivi il percorso che l'alimento seguirà nel suo apparato digerente, nominando in ordine gli organi che attraverserà fino a quando i residui non utilizzabili usciranno dal corpo.

Nell'immagine dell'apparato digerente, individua il fegato e il pancreas. Questi due organi non fanno parte del tubo digerente, ma sono ghiandole annesse. Spiega che cosa significa e qual è la funzione di ciascuno nella digestione.

Una persona soffre di un'ulcera allo stomaco e il medico le consiglia di evitare cibi molto grassi. Sapendo che lo stomaco compie soprattutto la digestione delle proteine, spiega dove verranno digeriti principalmente i grassi e perché alleggerire il lavoro dello stomaco può aiutarne la guarigione.

Descrivi che cosa accade a un pezzo di pane, ricco di amido (un glucide), da quando entra in bocca fino a quando i suoi nutrienti arrivano nel sangue, nominando gli organi e i succhi digestivi che intervengono.

Lo stomaco contiene acidi ed enzimi in grado di scomporre le proteine e, tuttavia, non digerisce se stesso. Spiega che cosa lo protegge e ragiona su che cosa può accadere se questa protezione viene meno.

Un bicchiere di latte apporta proteine, grassi e un glucide chiamato lattosio. Indica in quale organo comincia la digestione di ciascuno di questi nutrienti e in quale vengono assorbiti i prodotti finali.

Si dice spesso che «bisogna masticare bene gli alimenti». Spiega, mettendo in relazione la digestione meccanica con quella chimica, quali vantaggi ha masticare lentamente per il lavoro del resto dell'apparato digerente.

Il fegato e il pancreas riversano i loro succhi nel tubo digerente anche se l'alimento non passa attraverso di loro. Spiega come arrivano questi succhi fino all'intestino e quale nutriente aiuta a digerire principalmente la bile.

In un paziente con celiachia non diagnosticata, la reazione immunologica al glutine ha distrutto e appiattito i villi del suo intestino tenue, riducendo la sua superficie interna di assorbimento da circa $250\ \text{m}^2$ a meno di $15\ \text{m}^2$. Nonostante questa persona ingerisca ogni giorno una quantità sufficiente di cibo ($2400\ \text{kcal}$), perde peso rapidamente e presenta anemia e stanchezza costante.

1. a) Giustifica perché si verificano la perdita di peso e i sintomi di denutrizione nonostante il paziente mangi in modo adeguato, mettendoli in relazione con la funzione dei villi intestinali.
2. b) Un parente gli suggerisce: «Se il problema è che assorbi poco, devi solo mangiare il triplo del cibo al giorno per compensare». Ragiona scientificamente se questa soluzione funzionerebbe o quali problemi causerebbe al suo apparato digerente.

A Carlo hanno asportato la cistifellea con un intervento chirurgico. Il suo amico Marco gli dice: «D'ora in poi il tuo corpo non potrà più digerire i grassi perché hai perso l'organo che produce la bile».

1. a) Individua i due errori scientifici dell'affermazione di Marco e correggili, spiegando con precisione quale organo produce realmente la bile e quale era l'esatta funzione della cistifellea.
2. b) Il medico ha avvertito Carlo di evitare i cibi molto grassi. Spiega, a livello fisico e chimico, che cosa accade ai grassi nel duodeno in assenza di uno scarico concentrato di bile, e perché gli enzimi lipasi pancreatiche hanno difficoltà ad agire se la bile arriva solo con un lento e continuo gocciolio.

Per missioni spaziali prolungate si propone di alimentare gli astronauti con preparati liquidi in cui le proteine sono già scomposte in amminoacidi liberi, i glucidi complessi in glucosio e i lipidi in acidi grassi e glicerolo. Un astronauta afferma: «Con questo frullato, lo stomaco e il pancreas dovranno lavorare il doppio per digerire tutto molto in fretta».

1. a) Confuta l'affermazione dell'astronauta spiegando quali fasi meccaniche e chimiche della digestione vengono risparmiate del tutto e quali secrezioni digestive vedranno ridotta drasticamente la loro attività.
2. b) Deduci in quale tratto del tubo digerente verranno assorbiti per la maggior parte i nutrienti di questo preparato e prevedi quali conseguenze avrà sulla motilità e sulla salute dell'intestino crasso l'assenza prolungata di fibre e di residui solidi nella dieta.

In uno studio nutrizionale si è confrontato il transito digestivo di due gruppi di volontari che assumevano la stessa quantità di calorie e acqua, ma con diete diverse:

• Gruppo A (dieta ricca di alimenti ultraprocessati e carni, povera di fibre): Tempo medio di transito digestivo = $68\ \text{h}$; massa fecale media = $75\ \text{g}$ al giorno (feci dure e secche).

• Gruppo B (dieta ricca di verdure, legumi e cereali integrali): Tempo medio di transito digestivo = $28\ \text{h}$; massa fecale media = $180\ \text{g}$ al giorno (feci morbide e voluminose).

1. a) A partire dai dati, spiega il meccanismo fisico per cui la fibra vegetale modifica la consistenza delle feci e la velocità del transito nell'intestino crasso.
2. b) Uno studente afferma: «Poiché la fibra vegetale non si può digerire e non apporta energia né nutrienti alle nostre cellule, è una sostanza inutile che dovremmo eliminare dalla dieta». Confuta la sua affermazione deducendo a quali problemi di salute è esposto il Gruppo A e spiegando il ruolo che la fibra svolge per il microbiota intestinale.

Si esegue un test medico su due pazienti (A e B) dopo aver bevuto a digiuno un bicchiere di latte con $25\ \text{g}$ di lattosio. Si misura la loro glicemia nelle due ore successive e la concentrazione di idrogeno gassoso ($\text{H}_2$) nel loro respiro:

• Paziente A: La sua glicemia è aumentata di $35\ \text{mg/dL}$ dopo $45\ \text{minuti}$; il $\text{H}_2$ nel suo respiro si è mantenuto a livelli praticamente nulli. Non ha avuto disturbi.

• Paziente B: La sua glicemia è variata appena; tuttavia, dopo $90\ \text{minuti}$ il $\text{H}_2$ nel suo respiro è aumentato bruscamente e ha cominciato a soffrire di dolore addominale, gonfiore e diarrea.

1. a) Interpreta i risultati: individua quale dei due pazienti presenta intolleranza al lattosio, giustifica perché in lui la glicemia non sale e spiega quali microrganismi e attraverso quale processo producono il gas $\text{H}_2$ nell'intestino crasso.
2. b) Prevedi che cosa accadrebbe alla glicemia e ai sintomi del paziente B se ripetesse il test bevendo latte «senza lattosio» (trattato industrialmente con lattasi), e giustifica perché questo latte ha un sapore decisamente più dolce del latte normale.

Durante una gastroenterite batterica, le tossine irritano le pareti del tubo digerente provocando una peristalsi (le contrazioni muscolari che fanno avanzare il contenuto lungo il tubo) molto accelerata. Un bambino colpito presenta frequenti scariche di diarrea liquida.

1. a) Tenendo conto della funzione abituale del colon, giustifica perché un transito digestivo eccessivamente rapido impedisce il normale assorbimento di acqua e sali minerali, provocando feci acquose.
2. b) Un parente del bambino propone: «Perché non si disidrati e recuperi le forze, la cosa migliore è dargli tutto in una volta un grande bicchiere d'acqua con tre cucchiai di zucchero e una bibita alla cola». Giustifica scientificamente perché questo rimedio peggiorerà la diarrea e la perdita d'acqua (applica il concetto di osmosi nella parete intestinale: l'acqua attraversa le membrane dalla zona con meno soluti disciolti verso quella con più soluti) e spiega perché la soluzione reidratante orale deve essere somministrata in quantità molto piccole e frequenti.

Esiste la convinzione popolare che tuffarsi in acqua fredda o fare esercizio intenso dopo aver mangiato provochi un «blocco della digestione» perché lo stomaco si paralizzerebbe raffreddandosi bruscamente. In realtà si tratta di un conflitto circolatorio dovuto alla ridistribuzione del flusso sanguigno:

1. a) Dopo un pasto abbondante, l'apparato digerente sperimenta un grande aumento dell'afflusso di sangue (iperemia postprandiale). Giustifica quali due necessità metaboliche hanno gli organi digerenti (stomaco e intestino) per richiedere questo flusso extra di sangue.
2. b) Se una persona si mette a nuotare intensamente all'improvviso subito dopo aver mangiato, anche i suoi muscoli scheletrici richiedono urgentemente un apporto massiccio di sangue ossigenato. Prevedi quale conflitto circolatorio si scatena quando il cuore non può rifornire al massimo entrambi i sistemi contemporaneamente, e ragiona su quali sintomi (capogiri, crampi muscolari, sincope) possono comparire.

In un laboratorio di fisiologia si costruisce un modello dell'intestino tenue con una sacca fatta di una membrana semipermeabile i cui pori lasciano passare solo molecole di dimensione inferiore a $1\ \text{nm}$ (dimensione simile a quella dei pori che permettono il passaggio verso i capillari sanguigni). Dentro la sacca si introduce una miscela di acqua, sali minerali, glucosio, amido, amminoacidi e proteine. Poi la sacca viene immersa in un recipiente con acqua pura.

1. a) Dopo tre ore si analizza l'acqua del recipiente esterno. Prevedi, motivando, quali di queste sostanze verranno rilevate nell'acqua esterna e quali saranno rimaste trattenute all'interno della sacca.
2. b) A partire dal risultato, giustifica dal punto di vista biologico perché gli alimenti complessi come la carne o il pane devono essere sottoposti a una digestione chimica con enzimi (come proteasi e amilasi) prima di essere assorbiti, mentre l'acqua, i sali e le vitamine possono essere assorbiti direttamente senza digestione preliminare.