Enzimas

Los humanos y muchos otros organismos somos heterótrofos, lo que significa que comemos otras plantas o animales para obtener energía y nutrientes. Nuestro cuerpo no puede absorber grandes trozos de comida. Así pues, la comida debe descomponerse en trozos más pequeños que puedan absorberse, lo que comúnmente llamamos digestión de los alimentos. En este artículo, aprenderemos más sobre las enzimas digestivas, su definición, los distintos tipos que hay, su función en la digestión de los alimentos y algunos ejemplos.

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    Definición de las enzimas digestivas en la ciencia

    El aparato digestivo procesa los alimentos de dos maneras: digestión mecánica y química.

    La digestiónmecánica consiste en descomponerfísicamente los alimentos en trozos más pequeños, lo que incluye lamasticación en la boca y lascontracciones peristálticas o contracciones musculares que mueven los alimentos por el resto del tubo digestivo. Pero la digestión mecánica no es suficiente. Las partículas de alimentos deben descomponerse en unidades básicas para que el organismo pueda absorberlas. Ladigestión química lo hace con la ayuda de las enzimas digestivas.

    Las enz imas son catalizadores biológicos, formados principalmente por proteínas, que aceleran las reacciones metabólicas en nuestro organismo.

    Las enzimas son moléculas esenciales del organismo, y la vida no sería posible sin ellas.

    Una enzima se une a una o varias moléculas reactivas para catalizar una reacción química. Estos reactivos son los sustratos de la enzima. Laparte de la enzima a la que se une el sustrato se llama sitio activo. Se llama sitio activo porque es donde se produce la catálisis.

    Lacatálisis es el proceso de acelerar una reacción química utilizando un catalizador.

    Lamayoría de las enzimas están formadas porproteínas , constituidas por aminoácidos que se han unido formando una cadena. Lasecuencia de aminoácidos presente en el sitio activo y suorientación tridimensional dan al sitio activo sutamaño distinto y suforma . Por ello, el sitio activo de una enzima está diseñado de forma única para unirse a una diana concreta y catalizar una reacción específica. En otras palabras, cada reacción necesita su enzima particular.

    Función de las enzimas digestivas

    Las enzimas digestivas ayudan a digerir los alimentos. Los alimentos que ingerimos están compuestos por hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Comemos estas biomoléculas porque nuestro cuerpo las necesita para crecer y repararse. Pero nuestro cuerpo no puede asimilarlas en su forma grande, ya que son demasiado grandes para ser absorbidas en el intestino y entrar en la sangre. Nuestras enzimas digestivas lo corrigen convirtiendo estas grandes biomoléculas esenciales en bloques de construcción más pequeños, rompiendo los enlaces químicos entre ellas.

    Las enzimas digestivas se producen en varias partes del aparato digestivo y acaban añadiéndose a los alimentos semilíquidos que pasan por el tubo digestivo.

    Tipos de enzimas digestivas

    Las enzimas digestivas pueden clasificarse en tres categorías principales en función de los tipos de moléculas sobre las que actúan. Estas tres clases son las carbohidrasas, las proteasas y las lipasas.

    Carbohidrasas

    Las carbohidrasas son una familia de enzimas digestivas que hidrolizan los hidratos de carbono complejos en azúcares simples.

    Carbohydrates Carbohydrase Simple sugars

    La hidrólisis es una reacción en la que el agua reacciona con una molécula orgánica para romper los enlaces químicos y generar dos o más moléculas nuevas más sencillas.

    Consumimos varios tipos de hidratos de carbono en nuestros alimentos, y cada uno requiere su propia enzima carbohidrasa. Estas enzimas se producen en distintas secciones del aparato digestivo, como las glándulas salivares, el páncreas y el intestino delgado.

    Proteasas

    Lasproteasas, o enzimas proteolíticas, se refieren a un grupo de enzimas cuya función catalítica es descomponer las moléculas de proteína.

    Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.

    Las proteasas actúan hidrolizando los enlaces peptídicos, aunque la capacidad de las proteasas para romper diferentes enlaces peptídicos varía. Las proteasas se producen en el estómago y el páncreas, tras lo cual se liberan en el tubo digestivo.

    Proteins Protease Peptides and/or amino acids

    Los péptidos son cadenas cortas de aminoácidos.

    Algunas proteasas catalizan la conversión de proteínas en péptidos cortos. Estos péptidos a menudo necesitan ser hidrolizados hasta aminoácidos individuales. Esto lo hace una subfamilia de proteasas llamada peptidasas.

    Proteins Protease Peptides Peptidase Amino acids

    Lipasas

    Laslipasas son enzimas secretadas por el páncreas que descomponen los lípidos (grasas ) en el duodeno del intestino delgado. Las lipasas transforman los lípidos en sus subunidades constitutivas: ácidos grasos y glicerol.

    Lipids Lipase Fatty acids+Glycerol

    La bil is es un líquido que produce el hígado y se almacena en la vesícula biliar. La bilis y las secreciones pancreáticas se liberan en el intestino delgado durante la digestión de los alimentos.

    Desempeña un papel vital en la digestión de los lípidos , ya que funciona como emulsionante, rompiendo los grandes glóbulos de grasa en gotitas más pequeñas. Las grasas emulsionadas tienen una superficie más extensa para que actúen las lipasas y, por tanto, se descomponen mucho más rápidamente.

    La bilis también es un excelente disolvente. Esta característica la convierte en un medio ideal para la interacción de los lípidos con las enzimas que los dividen.

    Nucleasas

    Las nucleasas son otra clase de enzimas digestivas que descomponen los ácidos nucleicos en nucleótidos. La mayoría de los alimentos que comemos, ya sean verduras, fruta o carne, están formados por células que en su día estuvieron vivas. Estas células contienen ácidos nucleicos en forma de ADN o ARN. Durante la digestión, las nucleasas descomponen estas moléculas en moléculas más simples.

    Nucleic acids (DNA and RNA) Nuclease Nucleotides

    Ejemplos de enzimas digestivas

    La tabla siguiente ofrece un resumen de algunos ejemplos de enzimas digestivas.

    Tabla 1: Resumen de los tipos de enzimas digestivas, el sustrato sobre el que actúan, el lugar en el que se producen y se liberan, y algunos ejemplos.

    Tipo de enzimaEjemplosSustratoLugar de producciónLiberado en
    CarbohidrasaAmilasa salivalAlmidónGlándulas salivalesBoca
    Amilasa pancreáticaAlmidónPáncreasIntestino delgado (duodeno)
    MaltasaAzúcar maltosaIntestino delgadoIntestino delgado
    ProteasaPepsinaProteínaEstómago (glándulas gástricas)Estómago
    TripsinaProteínaPáncreas Intestino delgado (duodeno)
    PeptidasaPéptidosIntestino delgadoIntestino delgado
    LipasaLipasaÁcidos grasosPáncreasIntestino delgado (duodeno)
    NucleasaNucleasaÁcidos nucleicos (ADN y ARN)PáncreasIntestino delgado (duodeno)

    La mayoría de las enzimas digestivas son producidas por el páncreas, un órgano situado detrás del estómago. Durante la digestión, el páncreas produce jugos pancreáticos que contienen una mezcla de enzimas digestivas. Estas enzimas se encargan de descomponer los hidratos de carbono, las proteínas, los lípidos y los ácidos nucleicos.

    El páncreas también ayuda a las células a absorber los alimentos digeridos produciendo hormonas como la insulina.

    En el resto de esta sección, examinaremos detenidamente dos enzimas digestivas, la amilasa y la pepsina, que son enzimas esenciales necesarias para la descomposición química de los hidratos de carbono y las proteínas, respectivamente.

    Amilasa

    Uno de los hidratos de carbono más comunes que comemos esel almidón, un polímero largo formado por azúcares de glucosa. La amilasa es la carbohidrasa que rompe los enlaces glucosídicos del almidón para producir moléculas individuales de azúcar de glucosa. A continuación, la glucosa se transporta a través de la pared intestinal y se absorbe en el torrente sanguíneo.

    Los enlacesglucosídicos son enlaces covalentes que unen los hidratos de carbono a otro hidrato de carbono.

    Las amilasas se producen en varios lugares a lo largo del tubo digestivo. Primero se añaden en la boca y las libera el páncreas en el intestino delgado (duodeno).

    Pepsina

    La digestión de las proteínas tiene lugar en el estómago y el duodeno. La pepsina es una de las principales proteasas que intervienen en la digestión de las proteínas y se segrega en el estómago. Además de pepsina, el estómago produce ácido gástrico o ácido clorhídrico (HCl). Este ácido gástrico reduce el pH del estómago, haciendo que las condiciones sean óptimas para la pepsina.

    El HCl también interviene en la eliminación de la mayoría de los microbios ingeridos con los alimentos.

    Los beneficios de las enzimas digestivas

    Las enzimas digestivas son esenciales para descomponer las partículas de alimentos en sustancias que puedan absorberse. Su carencia puede provocar una mala digestión y desnutrición. Hablemos de un trastorno concreto que puede surgir cuando ciertas enzimas digestivas son disfuncionales.

    Intolerancia a la lactosa

    La intolerancia a lalactosa es un trastorno digestivo caracterizado por la incapacidad de digerir completamente la lactosa, un azúcar importante que se encuentra en los productos lácteos. Las personas intolerantes a la lactosa carecen de la enzima lactasa, que descompone la lactosa en galactosa y glucosa, dos azúcares absorbibles más pequeños. El azúcar de la lactosa no puede absorberse en el intestino delgado, por lo que permanece en el tubo digestivo. Como consecuencia, las personas con intolerancia a la lactosa pueden experimentar síntomas de diarrea, gases e hinchazón tras consumir productos lácteos.

    La intolerancia a la lactosa es inofensiva, pero sus síntomas pueden ser desagradables y provocar malestar y dolor a quien la padece.

    Para evitar estos síntomas, las personas con intolerancia a la lactosa pueden consumir productos lácteos sin lactosa, en los que la lactosa ya se ha dividido en galactosa y glucosa mediante la adición de una enzima lactasa.

    Enzimas - Puntos clave

    • El aparato digestivo procesa los alimentos de dos maneras: digestión mecánica y química.

    • Durante la digestión química, las enzimas digestivas descomponen las partículas de alimentos en moléculas más simples que pueden absorberse a través del intestino.

    • Hay tres tipos principales de enzimas digestivas: carbohidrasas, proteasas y lipasas.

    • La falta de enzimas digestivas puede provocar una mala digestión y desnutrición, como se observa en las personas que padecen intolerancia a la lactosa.

    Preguntas frecuentes sobre Enzimas
    ¿Qué son las enzimas?
    Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores, acelerando reacciones químicas en el cuerpo.
    ¿Cómo funcionan las enzimas?
    Las enzimas funcionan uniéndose a sus sustratos específicos y transformándolos en productos mediante una reacción química.
    ¿En qué estudios se utilizan las enzimas?
    Las enzimas se utilizan en estudios de biología, química, medicina, y bioquímica para entender procesos vitales y desarrollar tratamientos.
    ¿Por qué son importantes las enzimas?
    Las enzimas son esenciales porque regulan la mayoría de las funciones biológicas y permiten que las reacciones ocurran a velocidades adecuadas para la vida.

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    El sitio activo de una enzima está diseñado de forma única para adaptarse a un sustrato específico.

    Nombra dos ejemplos de enzimas carbohidrasas:

    Nombra dos ejemplos de enzimas proteasas:

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