L’aparell digestiu
Els òrgans que integren l’aparell digestiu tenen la funció de descompondre i transformar els aliments en substàncies simples que passen a la sang, i que són utilitzades per les cèl·lules per a la producció d’energia o com a compostos necessaris per a la vida, en la formació de noves cèl·lules o el seu creixement.
L’estructura de l’aparell digestiu
L’aparell digestiu és constituït per una mena de tub, anomenat tub digestiu, i per uns quants òrgans associats. Els aliments hi passen des de la boca fins a l’orifici anal, que n’expulsa els residus. Si recorreguéssim el trajecte que fan els aliments per l’interior del nostre organisme veuríem que, després de ser triturats i de barrejar-se amb la saliva dins la boca (estadi en què els aliments reben el nom de bol), són enviats a l’estómac. Aquí, els aliments es transformen en una massa semilíquida, anomenada quim, que passa a l’intestí per a ser digerida i absorbida. Per acabar, l’últim tram de l’intestí fa sòlides les restes de la digestió abans d’expulsar-les a l’exterior.
Els òrgans vinculats al tub digestiu serveixen tant per a produir com per a introduir-hi les substàncies necessàries per a la descomposició dels aliments. En primer lloc veurem quins són els òrgans destinats a la digestió i després estudiarem els moviments del tub digestiu per al transport i la barreja del menjar. Per acabar, considerarem les secrecions principals i les seves funcions en el procés de la digestió.
La boca
La boca és la primera part de l’aparell digestiu. És la seu de nombroses funcions, sovint acomplertes amb altres estructures i òrgans, com la masticació dels aliments i la seva deglució, la respiració, l’emissió de sons (fonació) o el reconeixement dels gustos. Les parets de la boca són en part òssies (paladar ossi, arcades dentals i mandíbules) i en part musculars (sòl de la boca, galtes, llavis i vel del paladar). La boca s’obre a l’exterior a través dels llavis, i cap a l’interior amb l’istme de la gola, al centre de la qual hi ha l’úvula, anomenada popularment "campaneta", que és una formació cilíndrica que penja del vel del paladar.
La boca té un paper fonamental en el procés digestiu. Hi té lloc la masticació del menjar, que es barreja amb la saliva, un líquid produït per les glàndules salivals. La masticació facilita la digestió dels aliments sòlids reduint-los a petits fragments. D’aquesta manera, les secrecions produïdes per l’aparell digestiu poden descompondre més fàcilment el menjar. La saliva comença la digestió dels midons continguts en els aliments i, gràcies a la presència d’una substància mucosa, lubrifica els aliments per tal que llisquin millor al llarg del tub digestiu.
Els aliments tractats així, que constitueixen el bol, són deglutits mitjançant moviments musculars de la faringe, la laringe i l’esòfag.
Les dents
Secció d’una dent molar amb les seves tres parts principals: corona, coll i arrel.
ECSA
Les dents són òrgans situats a la cavitat oral, destinats a la masticació dels aliments. Participen, a més, en la fonació, o sigui, en l’articulació dels sons i del llenguatge. Cada dent és constituïda per tres parts, que són l’arrel, la corona i el coll. L’arrel és situada a l’alvèol de l’os de la mandíbula i és envoltada per la geniva, per la qual passen vasos sanguinis i nervis. La corona és la part externa de la dent que surt de la geniva, recoberta per l’esmalt, el teixit més dur de l’organisme. El coll és la part entre l’arrel i la corona. L’ésser humà, al llarg de la seva existència, posseeix dues denticions. La primera comença cap al sisè mes de vida i dóna lloc a les que comunament es coneixen com a "dents de llet". És formada per vint dents (deu de superiors i deu d’inferiors, amb quatre incisives, dos ullals i quatre molars a cada maxil·lar).
Dentició temporal d’un infant de set anys. Les dents permanents (en vermell) evolucionen dins els maxil·lars i substitueixen progressivament, a partir de 6-8 anys d’edat, les dents provisionals. Hi ha, a més, una tercera molar o "queixal del seny", aquí encara no representada.
ECSA
Serà a partir de 6-7 anys, que les dents de llet es van substituïnt progressivament per les definitives. Les dents definitives són 32 (setze a cada maxil·lar), dividides en quatre grups. Cada maxil·lar té quatre incisives, situades en posició central, caracteritzades per una arrel única i una corona ampla en forma de fulla de ganivet; dos ullals, situats al costat de les incisives, caracteritzats per una sola arrel i una corona acabada en punxa; quatre premolars, caracteritzades per una arrel en dues puntes i una corona quadrangular; i sis molars, situats als costats més externs del maxil·lar, que es reconeixen per la corona quadrangular i la presència de diverses protuberàncies (tubercles) i dotats d’una arrel de dues o tres puntes. Les premolars i les molars, és a dir, les peces dentàries que serveixen per a triturar els aliments, es caracteritzen per prominències i concavitats. Les dues molars que "tanquen" els maxil·lars s’anomenen "queixals del seny".
La faringe i l’esòfag
Un cop superat l’istme de la gola, el bol penetra a la faringe, un tub la part superior del qual comunica per davant amb les fosses nasals i pels costats, mitjançant dos canals anomenats trompes d’Eustaqui, amb les orelles. Com la boca, la faringe participa tant en la funció respiratòria i la fonació com en el pas dels aliments cap a la part inferior del tub digestiu, on tenen lloc els processos digestius pròpiament dits.
La part inferior de la faringe comunica per davant amb la boca i es prolonga en la laringe i l’esòfag. Com que és d’importància cabdal que les substàncies que es dirigeixen a l’aparell digestiu no entrin a l’aparell respiratori, del qual la laringe fa part, hi ha una estructura cartilaginosa, l’epiglotis, que funciona com una "porta" que tanca la laringe en el moment en què transiten els aliments. De vegades, mentre mengem o bevem, ens podem ennuegar, quan el menjar o la beguda se’n va per "l’altre forat" (passa a la laringe); però immediatament es desencadena un accés de tos que té la finalitat d’expulsar de l’aparell respiratori les substàncies estranyes que podrien provocar l’oclusió de la laringe o d’altres sectors de l’aparell respiratori i causar un ofec.
La faringe comunica amb l’estómac mitjançant l’esòfag, un canal d’uns 25 cm de llarg que té la missió de fer arribar a l’estómac el menjar ingerit. El descens del bol al llarg de l’esòfag és afavorit per moviments ondulants de la seva paret. En el tram de conjunció amb l’estómac, els músculs de l’esòfag normalment són contrets, i només s’obren quan passa el menjar, de manera que actuen com una mena de vàlvula que, gràcies en part a la inclinació amb què l’esòfag arriba a l’estómac, impedeix que els sucs gàstrics produïts per l’estómac pugin i provoquin danys a causa de la seva poderosa acció química. L’esòfag, com les altres parts de l’aparell digestiu, també secreta moc, que és un conjunt de substàncies útils per a la lubrificació i la protecció de les seves parets.
La deglució
El mecanisme de la deglució és molt complex perquè els aliments ingerits han de travessar la faringe, que també s’utilitza per al pas de l’aire que va o que ve dels pulmons. Cal, per tant, que el pas dels aliments sigui ràpid i que quedi tancada la comunicació amb la laringe. La deglució es pot dividir en les fases bucal, faríngia i esofàgica.
A la boca, el bol és empès enrere mitjançant un moviment cap amunt de la llengua, que tendeix a tocar el paladar. És l’única fase voluntària de la deglució, perquè tan bon punt el bol arriba a la faringe i l’esòfag les altres fases tenen lloc automàticament. A la part posterior de la boca hi ha unes zones sensibles que "avisen" el sistema nerviós central quan entren en contacte amb el menjar. Així, el sistema nerviós central pot organitzar i coordinar les contraccions dels nombrosos músculs de la faringe. En aquesta fase, que dura un o dos segons, moviments nombrosos i complexos dels músculs de la faringe provoquen el seu desplaçament cap amunt, mentre que al mateix temps el menjar és empès cap avall mitjançant una ona peristàltica. En el mateix moment, l’esòfag s’obre i les comunicacions amb les vies respiratòries es tanquen per evitar que siguin envaïdes pel menjar, que les obstruiria i podria provocar ofegament.
Un cop arribat a l’esòfag, el bol ateny l’estómac mitjançant altres contraccions peristàltiques que s’originen a partir de les de la faringe i del contacte del bol amb les parets faríngies.
L’estómac
L’estómac és una mena de sac que rep el menjar de l’esòfag per introduir-lo a continuació en l’intestí. La seva forma varia segons la constitució de la persona o la posició adoptada, com també segons la quantitat d’aliments que conté. Atesa aquesta capacitat de variar de forma i dimensions, és important que l’estómac quedi situat per sota el diafragma, el múscul que separa la cavitat toràcica de l’abdominal, en un espai ben separat del que ocupen el cor i els pulmons.
Un cop ha arribat a l’estómac, el menjar es queda un temps en contacte amb els sucs secretats per les glàndules gàstriques. Durant aquesta fase, el teixit muscular de l’estómac es contreu i origina els moviments periòdics en forma d’ona a què hem al·ludit, que barregen el contingut i l’empenyen cap al pílor, una mena de canal curt que comunica l’estómac amb el duodè, la part inicial de l’intestí. Com que el pílor és gairebé tancat, només el menjar ja transformat pels sucs gàstrics i esdevingut semilíquid (quim) passa al tram inicial de l’intestí (duodè). L’estómac no solament es contreu en presència de material per a digerir, sinó també quan és buit des fa un cert temps. Aquest fet sol ocasionar una intensa sensació de gana.
L’estómac conté nombroses glàndules que produeixen tres substàncies destacades, que són el moc, el pepsinogen i l’àcid clorhídric. El moc protegeix l’estómac de la poderosa acció dels sucs digestius; per aquest motiu les glàndules destinades a la seva producció entapissen tot l’estómac però sobretot la part superior (càrdies), on l’esòfag desemboca a l’estómac. Les altres dues substàncies, el pepsinogen i l’àcid clorhídric, tenen també un paper important, sobretot en la digestió de les proteïnes.
L’intestí
L’aparell digestiu és una mena de tub molt llarg, de naturalesa bàsicament muscular, situat entre la boca i el recte, que tracta, condueix i transforma els aliments. Està format per estructures i òrgans ben diferenciats i s’acompanya d’un conjunt destacat de glàndules, les quals secreten substàncies que permeten la descomposició dels aliments en els nutrients bàsics per a poder ser absorbits per l’intestí.
ECSA
L’intestí (o budells) és la part del tub digestiu compresa entre el pílor i l’orifici anal. A l’intestí, el quim procedent de l’estómac és digerit i absorbit en part, mentre que el que no es pot aprofitar es concentra i s’expulsa de l’organisme.
Les dues parts en què es divideix l’intestí són el budell prim i el budell gros, que tenen formes i característiques molt diferents. L’intestí prim és un tub d’uns 7 metres de llarg i 3 centímetres de diàmetre enrotllat sobre ell mateix. El budell gros, de diàmetre més gran, envolta la cavitat abdominal com un marc, tret de l’últim tram, on fa algunes corbes abans d’esdevenir recte.
L’examen de l’intestí prim ens permet distingir-hi dues parts, el duodè i el jejú-ili, a l’interior dels quals hi ha una sèrie de protuberàncies que tenen la missió d’alentir el trànsit del menjar (vàlvules connivents) i d’altres, més petites que les anteriors, anomenades vellositats intestinals, que serveixen, en canvi, per a augmentar espectacularment la superfície de contacte entre les cèl·lules intestinals i les substàncies digerides, afavorint-ne l’absorció.
Al budell prim hi ha dos tipus de glàndules. Unes produeixen el moc que protegeix les parets intestinals dels sucs gàstrics, i les altres generen diverses substàncies necessàries per a la digestió. El quim avança al llarg del budell prim gràcies als moviments peristàltics. Durant el trajecte, que en conjunt dura entre quatre i deu hores, és descompost en substàncies més simples que seran absorbides per la paret intestinal. A més de les funcions digestiva i motora, el budell prim té també una funció hormonal o reguladora de l’activitat de l’aparell digestiu en conjunt a través de la producció d’hormones específiques.
Arribat al final de l’intestí prim, el quim troba la vàlvula ileocecal, que impedeix que el contingut del budell gros torni enrere. La vàlvula només s’obre després d’un altre àpat i permet el pas del quim a l’intestí gros. Són els impulsos procedents de l’estómac que determinen l’obertura i augmenten el peristaltisme. A partir d’aquesta vàlvula, les diferents parts de l’intestí gros són el cec, del qual es desprèn l’apèndix vermiforme; el còlon ascendent, el transvers i el descendent, que donen al budell gros la forma de U invertida característica; el sigma i, finalment, el recte, que acaba a l’orifici anal.
L’intestí gros fa un metre i mig de llarg. A l’altura del cec és molt ample, d’uns vuit o nou centímetres, i després s’estreny progressivament fins al sigma, on té entre dos i tres centímetres. Al llarg del trajecte pel budell gros el que queda del quim se solidifica mitjançant l’absorció de l’aigua, encara que aquest procés ha començat ja al budell prim. També s’absorbeixen en part alguns sucres i vitamines. La funció motora és semblant a la descrita per a l’intestí prim. Consisteix en moviments de barreja i de propulsió facilitada per l’abundor de moc. Una particularitat de l’intestí gros és que allotja a l’interior una gran quantitat de bacteris, anomenats en conjunt flora intestinal, útil per al nostre organisme perquè completa la digestió de petites quantitats d’aliments i produeix algunes vitamines beneficioses per a l’organisme, i perquè estimula la funció motora del budell gros i els mecanismes de defensa immunitària. Tot i ser tan útil, la flora intestinal és composta també per nombrosos microorganismes que podrien ser perjudicials si no fossin neutralitzats per la presència d’altres espècies bacterianes.
El quim, després d’haver-se solidificat en el budell gros per un procés en què s’absorbeix l’aigua, és empès cap al recte. L’orifici anal és envoltat d’un complicat sistema de músculs que en part funcionen automàticament, a partir dels estímuls procedents del còlon, i en part són sota el control de la voluntat. La relaxació dels esfínters anals intern i extern i la contracció de la musculatura abdominal determinen l’emissió a l’exterior de la massa fecal (defecació o femta) a través del canal anal. El control del reflex de la defecació se sol adquirir cap a tres anys d’edat.
El fetge
Entre les vísceres, el fetge és l’òrgan més voluminós. És situat, a manera de filtre, en el trajecte que recorre la sang venosa procedent de l’intestí. En la sang intestinal hi ha presents la major part dels aliments absorbits. El fetge rep aquests productes de la digestió i els transforma, igual que modifica altres substàncies perjudicials o inútils contingudes també en la sang. Al mateix temps produeix diverses substàncies útils per a altres òrgans i per a acomplir les funcions més diverses, des de les necessàries per a la coagulació de la sang fins a la bilis, emprada per l’intestí per a la digestió dels aliments.
Aquestes funcions, i algunes altres de què parlarem més endavant, fan difícil de poder considerar el fetge com un òrgan pertanyent a un aparell específic. Situat a la part dreta i alta del ventre i protegit per les últimes costelles, el fetge té forma de tascó i es divideix en quatre lòbuls. Rep la sang arterial de l’artèria hepàtica i la venosa (procedent de la melsa i de l’intestí), de la vena porta. Un cop en el seu interior, la vena porta i l’artèria hepàtica se subdivideixen en una infinitat de ramificacions microscòpiques entre les cèl·lules de l’òrgan: els hepatòcits. En conjunt, l’estructura actua com un filtre, del qual els hepatòcits obtenen les substàncies que han de transformar. Després de passar pels hepatòcits, la sang circula per un sistema de vasos cada cop més grans, les venes hepàtiques, que surten del fetge i conflueixen a la vena cava ascendent. El fetge produeix també algunes substàncies per a la digestió que són enviades a l’intestí a través d’un sistema de conductes especial, al qual es connecta una petita "cisterna". És el sistema biliar (vegeu "La bilis").
El fet que el fetge rebi una quantitat tan gran de sang venosa, rica en productes de la digestió, i que al mateix temps produeixi substàncies útils dóna una idea de la importància del seu paper en tots els processos de transformació dels aliments.
En efecte, el fetge intervé directament en el procés digestiu mitjançant la producció de la bilis, un líquid important en l’absorció intestinal dels greixos, d’algunes vitamines, del calci i del ferro, en l’eliminació de diverses substàncies tòxiques i en l’acció d’antiputrefacció que fa en l’intestí. Un cop acabada la digestió, el fetge transforma els tres components bàsics de la nutrició: els glúcids, els lípids i els pròtids.
A més d’aquestes dues importants funcions, el fetge en fa d’altres, sovint igualment importants, en coordinació amb l’activitat d’altres òrgans i aparells. Les principals funcions són la neutralització de l’acció tòxica de nombroses substàncies que es formen en l’organisme durant les reaccions químiques que hi tenen lloc o que podem ingerir accidentalment; la regulació de l’activitat de les hormones, les vitamines i moltes altres substàncies; la producció de diverses substàncies, entre les quals es troben, per exemple, alguns factors de la coagulació; la destrucció dels glòbuls vermells envellits (acció que també duu a terme la melsa), i la regulació de la quantitat de sang en l’aparell circulatori, ja que el fetge pot emmagatzemar en els seus nombrosos capil·lars grans quantitats de sang o bé abocar-la a l’aparell circulatori segons les necessitats de l’organisme.
La bilis
Secció de les vies biliars de fora del fetge, encarregades del transport, l’emmagatzematge i l’abocament de la bilis a la segona porció del budell prim, en una petita dilatació de la seva paret anomenada ampul·la de Vater. La bilis és una substància constituïda per àcids, sals i pigments biliars, produïda pel fetge i concentrada i acumulada en la vesícula o bufeta biliar, un òrgan buit, en forma de pera, situat just a sota el fetge. Només se secreta a l’intestí durant el procés de la digestió i és fonamental per a l’absorció dels greixos i algunes vitamines liposolubles. La bilis també estimula la secreció hormonal del pàncrees.
ECSA
La bilis és un líquid format a partir de les cèl·lules del fetge (hepatòcits), que en produeix aproximadament un litre al dia, amb àmplies variacions segons la nutrició de l’individu.
Des dels hepatòcits és enviada als canals del sistema biliar, que la porten a la bufeta biliar o bufeta del fel, situada sota el fetge, on la bilis és emmagatzemada i concentrada, fins que l’intestí en requereixi. De fet, només s’aboca al duodè en resposta a una substància intestinal produïda durant el procés digestiu. Un cop dutes a terme les seves funcions a l’intestí, alguns components de la bilis són reabsorbits a l’últim tram de l’intestí prim i tornen al fetge amb la circulació sanguínia per ser reutilitzats. Una altra part s’elimina amb la femta i és responsable parcialment del seu color, ja que en cas d’obstrucció de les vies biliars, la matèria fecal sol ser molt poc pigmentada.
La bilis és composta principalment per àcids i sals biliars i per alguns pigments (substàncies colorants), com la bilirubina i la biliverdina, que li confereixen el color groc verdós característic. Els pigments biliars procedeixen de la destrucció de l’hemoglobina continguda en els glòbuls vermells vells.
La funció digestiva és la més important de les que fa la bilis. A l’intestí, totes les substàncies alimentàries contingudes en el quim, que té molta aigua, han de presentar-se dissoltes per tal que puguin ser digerides i absorbides fàcilment per la mucosa. Com que els greixos o lípids són substàncies que no es dissolen en aigua i tampoc en el quim, l’organisme utilitza les sals biliars, que tenen la capacitat de modificar-los i facilitar-ne la solubilitat. Les sals biliars afavoreixen també l’absorció d’algunes vitamines, que es comporten com els lípids i que normalment hi són dissoltes. Una altra funció important que fa la bilis, també relacionada amb el procés digestiu, és la d’estimular el pàncrees perquè enviï a l’intestí les substàncies necessàries per a la digestió del quim. En algunes malalties, les cèl·lules del fetge ja no són capaces de secretar la bilirubina, i en d’altres és la bilis mateixa que no pot ser enviada a l’intestí; si la bilirubina no es pot eliminar, aleshores es queda en la sang i tenyeix de groc la pell, els ulls i les mucoses (icterícia).
El pàncrees
Abans de concloure aquest breu examen de l’aparell digestiu encara cal analitzar les funcions del pàncrees, una glàndula d’uns vint centímetres de llarg, estreta, situada transversalment darrere el duodè.
Aquesta glàndula té la missió d’elaborar nombroses substàncies que aboca al duodè i a la circulació sanguínia. El líquid secretat al duodè és el suc pancreàtic, mentre que les substàncies abocades a la sang són unes hormones (insulina i glucagó) que regulen el metabolisme dels sucres en el nostre organisme.
El suc pancreàtic és un líquid aquós que conté bicarbonats i diversos enzims destinats a la degradació dels aliments. Els bicarbonats fan una funció molt important, perquè són els encarregats de neutralitzar l’acidesa del quim que arriba al duodè. Sense ells, els sucs gàstrics que arriben de l’estómac podrien necrosar les cèl·lules de la paret intestinal. La segona funció del suc pancreàtic és la digestiva, desenvolupada per unes proteïnes especials o enzims, capaces de degradar els constituents principals dels aliments. Els enzims pancreàtics més importants són la tripsina i el quimotripsinogen, que degraden algunes proteïnes, l’amilasa per als midons i la lipasa per als lípids o greixos.
La secreció del suc pancreàtic és regulada per nombrosos estímuls procedents de moltes parts del nostre organisme. Quan el menjar arriba a l’estómac, provoca la secreció en la sang d’una substància que estimula al seu torn la secreció pancreàtica. També el quim, que de l’estómac arriba al duodè, provoca l’alliberament en la sang d’una substància que es dirigeix al pàncrees i estimula la secreció. Finalment, les sals biliars també tenen un efecte estimulant semblant sobre el duodè. De tot plegat, es pot deduir que el procés digestiu, en el qual el pàncrees té un paper central, s’autoregula i es coordina de manera precisa amb la resta de l’organisme.
Teixits i moviments digestius
Esquema en quatre fases (1-4) de l’anomenat patró motor digestiu gàstric. És desencadenat quan el bol alimentari entra a l’estómac i es caracteritza per un seguit de contraccions peristàltiques, intenses i rítmiques (A, B, C i D), que trituren el bol alimentari i impulsen el quim cap al duodè.
ECSA
Llevat de la boca, totes les parts del tub digestiu són constituïdes per tres teixits diferents que es disposen concèntricament. A la part més interna hi ha la túnica mucosa, que entra en contacte amb els aliments i en la qual hi ha presents grups de cèl·lules especialitzades en la producció de nombroses substàncies indispensables per a la digestió. En posició intermèdia hi ha la túnica submucosa, que uneix la capa mucosa amb la muscular i conté nombrosos vasos sanguinis i nervis. Finalment, a la zona exterior hi ha una túnica muscular formada per feixos de fibres musculars llises disposades longitudinalment amb la finalitat de permetre diversos tipus de moviment al tub digestiu. A la part del tub digestiu situada rere l’esòfag, és a dir, a l’estómac i a l’intestí, trobem una quarta túnica anomenada serosa (o peritoneu), que recobreix externament aquests òrgans com un sac.
En els paràgrafs anteriors s’ha vist que al llarg del tub digestiu els aliments són barrejats contínuament i empesos endavant mitjançant moviments peristàltics, involuntaris, realitzats per la túnica muscular.
Per entendre com tenen lloc aquests moviments imaginem-nos que introduïm un material en un tub de goma. Si estrenyem amb la mà la part superior de l’engruiximent que forma aquest material, farem avançar allò que el tub conté. Així, els músculs del tub digestiu es contreuen i formen una estrangulació circular que es propaga endavant com una ona (motiu pel qual es parla d’"ona de peristaltisme"), que sempre manté el mateix sentit de propagació, de la boca cap a l’extrem anal. Així mateix, els moviments de barreja són provocats pels músculs de la paret intestinal. Es formen estrangulacions semblants a les del peristaltisme, però més desordenades i sense propagació en ona.
Aquests dos tipus de moviment són regulats tant a nivell local com general. Localment, les fibres musculars es contreuen a causa d’estímuls mecànics provocats per l’arribada d’aliment, o bé d’estímuls químics generats per substàncies produïdes per altres trams de l’intestí o arribades amb els aliments. A nivell general, l’encarregat principal de la regulació és el sistema nerviós central, que controla dos sistemes de fibres nervioses. El primer excita els moviments, però el segon els alenteix. El resultat és una activitat molt complexa, que no es limita a la regulació de la velocitat dels aliments pel tub digestiu i a la sincronització dels moviments de les diverses parts del tub, sinó que també els coordina amb l’activitat general que desplega l’organisme.
Les secrecions
Hem al·ludit diverses vegades al fet que l’organisme introdueix al tub digestiu nombroses substàncies amb la finalitat de protegir i lubrificar les seves parets i fer possible la digestió dels aliments. Algunes de les substàncies necessàries per a la digestió són produïdes per glàndules específiques adossades al tub digestiu, com les glàndules salivals, el fetge i el pàncrees. En canvi, altres substàncies són produïdes per cèl·lules especialitzades escampades per l’interior de la paret del tub digestiu. De fet, hi trobem dos tipus de glàndules: unes que tenen la missió de secretar els sucs, que contribueixen a la digestió del menjar, i unes altres que produeixen el moc que recobreix la part interna del tub digestiu i ajuda els aliments a lliscar. El moc és dens i viscós, i d’aquesta manera protegeix les parets intestinals de l’acció dels sucs digestius.
La regulació de les secrecions també depèn, com la dels moviments, de mecanismes de tipus local i de tipus general. A nivell local, els aliments que arriben als diferents trams del tub digestiu estimulen químicament o mecànicament un augment de les secrecions. La regulació general depèn principalment del sistema nerviós. Els estímuls nerviosos actuen especialment sobre les glàndules salivals i sobre les de l’estómac, i preparen l’aparell digestiu per a l’arribada dels aliments. N’hi ha prou amb la visió d’un plat atractiu, o només de pensar-hi, perquè se’ns faci "la boca aigua" (estimulació de les glàndules salivals). Un altre tipus de regulació té la finalitat de coordinar entre ells els diferents trams del tub digestiu. Algunes zones de l’aparell intestinal produeixen, així, substàncies que estimulen glàndules d’altres zones.
Els aliments i la nutrició
Tots els éssers vius han d’ingerir les substàncies necessàries per a acomplir els processos complexos del seu metabolisme, per a créixer i per a renovar les seves estructures corporals; en altres paraules, per a mantenir la pròpia integritat vital. El que els cal ho han d’obtenir del món exterior i transformar-ho en elements simples perquè puguin ser absorbits i utilitzats de maneres diferents. Aquest procés és la nutrició.
Les fases de la nutrició
Malgrat que la nutrició es dugui a terme de manera diferent en les plantes i en els animals, i també, d’una manera especial, en els éssers unicel·lulars i en els pluricel·lulars, en tots els casos es poden distingir tres fases fonamentals, que són l’alimentació o ingesta dels aliments, l’ús que se’n fa i l’eliminació de residus. La primera fase de la nutrició és l’alimentació, en què les substàncies útils s’obtenen de l’exterior i són degradades o transformades per fer-ne possible la utilització. En els animals, i per tant també en l’ésser humà, el moment de la transformació i la descomposició dels aliments té lloc a l’interior d’un aparell especialitzat, l’aparell digestiu, i rep el nom de digestió.
La segona fase és la utilització dels materials digerits i absorbits per part de les cèl·lules. En efecte, les cèl·lules poden utilitzar les substàncies obtingudes a través de la digestió per a construir materials nous o més complexos, o bé les poden degradar. Tots els processos químics que porten a la formació de noves substàncies (processos anabòlics) tenen necessitat d’energia, que en part és emmagatzemada en la substància sintetitzada i en part és gastada en forma de calor. Al contrari, els processos químics que transformen substàncies complexes en substàncies més simples (processos catabòlics) alliberen energia. Tots dos processos tendeixen a desenvolupar-se alhora, i això permet que les cèl·lules utilitzin en les reaccions anabòliques l’energia que s’allibera de les catabòliques.
La tercera fase de la nutrició és la neutralització i l’eliminació de totes les substàncies que ja no són útils o que en el curs de les transformacions químiques han esdevingut perjudicials per a l’organisme.
Ara examinarem les característiques fonamentals dels aliments necessaris per al nostre organisme.
Aliments simples i compostos
Entenem per aliments totes les substàncies que mengem o bevem i que el nostre organisme aprofita per a obtenir l’energia necessària per al seu funcionament o per a construir nous materials orgànics. Els aliments són moltíssims i poden pertànyer tant al món vegetal com a l’animal. Es diu que l’ésser humà és omnívor perquè pot menjar gairebé de tot, en contraposició a altres espècies animals que només es nodreixen de carn, els carnívors, o només de vegetals, els herbívors, a vegades de forma molt selectiva.
D’altra banda, si considerem les substàncies que els componen, observarem que són relativament poques i que la seva combinació dóna origen a nombrosos aliments. Podem dividir allò que mengem en aliments simples i aliments compostos, formats per diversos aliments simples combinats.
Els aliments simples són les proteïnes, els lípids, els glúcids, les vitamines, les sals minerals i l’aigua. És a dir, aquelles substàncies que constitueixen les estructures i marquen les funcions de l’organisme humà. Tractem-les una mica en detall.
Les proteïnes
Les proteïnes representen la part més important de totes les substàncies sòlides del nostre organisme. Hi tenen encomanades nombroses funcions. Són aliments rics en proteïnes els d’origen animal (carn de porc, vedella, pollastre, peix, llet, ous i formatges), però també els vegetals en contenen, per bé que en general en menys quantitat que els animals. Són especialment riques en proteïnes les llavors, com els cereals (blat, blat de moro o arròs) i els llegums (mongetes, llenties, soia o cigrons).
Quan l’organisme rep més proteïnes de les necessàries, les que sobren són transformades i emmagatzemades en forma de greixos o s’utilitzen per a la producció d’energia.
Des del punt de vista de la composició química, les proteïnes contenen carboni, nitrogen, hidrogen, oxigen i quasi sempre sofre; a més, poden anar unides a altres substàncies com el ferro (és el cas de l’hemoglobina), el fòsfor, el iode i encara d’altres. Les proteïnes, per bé que resulten indispensables per a l’organisme, no poden ser absorbides i passar a la sang en la forma en què es troben. Per això són degradades al tub digestiu fins als seus constituents més simples, els aminoàcids.
Després de ser absorbits per l’intestí, els aminoàcids són transportats per la sang a totes les cèl·lules, on són emprats per a la producció de noves proteïnes. Algunes proteïnes són necessàries per al funcionament i les estructures de la cèl·lula; d’altres, en canvi, són sintetitzades per a funcions més generals, com les albúmines o les hormones que van a parar a la sang.
Les cèl·lules també tenen la possibilitat de desmuntar les proteïnes ja sintetitzades i posar els aminoàcids altre cop en circulació. No tots els aminoàcids s’obtenen necessàriament a través del menjar, perquè n’hi ha alguns que les cèl·lules poden sintetitzar a partir d’altres aminoàcids; en canvi, n’hi ha que s’han d’incorporar a la força de l’exterior. Els aminoàcids indispensables que s’aconsegueixen només per la dieta s’anomenen aminoàcids essencials i són la fenilalanina, la isoleucina, la leucina, la lisina, la metionina, la treonina, el triptòfan i la valina. La histidina i l’arginina són també dos aminoàcids essencials però només durant la infància, ja que a partir de la pubertat se sintetitzen per transaminació d’altres aminoàcids. La manca en la dieta dels aminoàcids essencials provoca greus danys a l’organisme, perquè no es poden sintetitzar les proteïnes que tenen aquests aminoàcids a la seva estructura.
Des del punt de vista nutritiu, les proteïnes es poden classificar com a completes, parcialment completes i incompletes, segons la quantitat i la varietat d’aminoàcids essencials que contenen. Segons aquest criteri, s’anomenen també proteïnes de gran valor o de poc valor biològic. Per exemple, les proteïnes dels ous o de la carn són completes i tenen un gran valor biològic, mentre que les de certs cereals són, en general i comparativament, incompletes o de menys qualitat biològica.
La digestió de les proteïnes comença a l’estómac. Les cèl·lules d’aquest òrgan secreten àcid clorhídric i una substància anomenada pepsinogen. El pepsinogen és incapaç d’escindir les proteïnes, però quan entra en contacte a l’estómac amb l’àcid clorhídric es transforma en pepsina, un enzim d’acció digestiva potent. A l’estómac, una part de les proteïnes es descompon en aminoàcids, però la major part s’escindeix en cadenes proteiques més o menys llargues, que són enviades a l’intestí, on per obra d’altres enzims es completa la seva descomposició.
Els lípids
Els lípids o greixos són substàncies procedents dels organismes vius, i tots tenen en comú la característica que no són solubles en aigua, sinó en altres substàncies com alguns derivats del petroli, l’alcohol, l’èter i d’altres. Són molt importants per a la nostra dieta perquè, a més de proporcionar grans quantitats d’energia a les cèl·lules, també contenen les vitamines A, D, E i K (vegeu "Les vitamines"). Afavoreixen l’alimentació perquè fan els aliments més gustosos i, a més, com que es digereixen lentament, l’estómac triga més a buidar-se i la reaparició de la sensació de gana s’endarrereix. Alguns greixos indispensables per a l’organisme constitueixen el grup que també s’anomena "vitamina F", format per àcids grassos no saturats essencials, com el linoleic, el linolènic i l’araquidònic.
Els lípids que l’organisme no utilitza de seguida per a la producció d’energia s’integren en les estructures cel·lulars, o bé són emmagatzemats en els greixos de dipòsit (teixit adipós), molt variats segons la constitució, l’alimentació i l’activitat física de les persones. A més de constituir una reserva d’energia, els greixos protegeixen alguns òrgans delicats.
Els lípids es poden dividir en simples i complexos, segons la seva estructura química. Els lípids simples són formats per substàncies compostes només per àtoms de carboni, oxigen i hidrogen; els complexos, en canvi, també tenen altres àtoms en la seva molècula.
Els lípids simples són constituïts principalment pels triglicèrids o greixos neutres, compostos que es formen de la unió de molècules de glicerina amb molècules d’àcids grassos (amb pèrdua d’aigua). Existeixen àcids grassos de molts tipus, que són de fet els que atorguen les característiques pròpies de cada lípid. A temperatura ambient, els triglicèrids poden ser líquids (olis) o sòlids (els greixos en sentit estricte).
Els principals lípids complexos del nostre cos són els fosfolípids, que contenen també fòsfor en la seva molècula. Són presents per exemple en el teixit nerviós i en les substàncies de la coagulació. El rovell de l’ou i la soia són aliments rics en fosfolípids.
A banda d’una petita quantitat que és digerida per l’estómac, la digestió de la resta de lípids té lloc a l’intestí per l’acció d’enzims pancreàtics i intestinals (lipases); però abans són emulsionats per la bilis, és a dir, fraccionats en gotetes minúscules disperses en aigua.
Els glúcids
Els glúcids, anomenats també sucres o hidrats de carboni, són una font d’energia important per als animals i les plantes, en les quals també fan una funció important de suport. Es poden trobar en els aliments en forma de monosacàrids, oligosacàrids o polisacàrids. Són formats per carboni, oxigen i hidrogen (vegeu "La gran família del carboni").
Els monosacàrids són els glúcids més simples. La glucosa és el monosacàrid en què es transformen tots els altres sucres a l’interior del nostre organisme. Els oligosacàrids són formats per la unió de pocs monosacàrids, una desena com a màxim, i procedeixen preferentment dels vegetals. Els més importants per a la nostra dieta són els disacàrids com la sacarosa, el sucre comú de taula, format per la unió de fructosa i glucosa; la lactosa, el sucre de la llet, o la maltosa, produïda per l’escissió del midó.
Els polisacàrids són formats per la unió de molts monosacàrids i oligosacàrids. Al contrari que els monosacàrids i els oligosacàrids, tenen un gust insípid i no són solubles en aigua. El més freqüent en els nostres aliments és el midó, la digestió del qual origina glucosa i maltosa. És present en gran quantitat en les plantes, per a les quals constitueix una reserva d’hidrats de carboni. Contenen molt midó els tubercles, com les patates; les arrels tuberoses, com les pastanagues; o també les llavors com el blat. En els animals, en canvi, el polisacàrid de reserva és el glicogen, que és un polímer de glucosa molt ramificat. Un altre polisacàrid freqüent en els nostres aliments és la cel·lulosa, la qual, però, no ens proporciona gens d’energia ni material perquè el nostre aparell digestiu no té els enzims adequats per a digerir-la. En canvi, l’aparell digestiu de molts animals, com les vaques, els conills o els cavalls, que només es nodreixen de vegetals, posseeix aquestes substàncies.
La digestió dels glúcids comença a la boca, on es trenquen amb la masticació els involucres d’alguns aliments altrament indigeribles, com la capa de cel·lulosa de les fruites, i on els aliments són pastats amb la saliva, la qual conté un enzim, la ptialina, que dóna pas a l’escissió del midó en sucres més simples. Un cop a l’estómac, els midons continuen essent digerits per l’enzim salival fins que l’acidesa del suc gàstric en bloca l’activitat. La digestió dels midons acaba a l’intestí prim, a càrrec dels enzims secretats pel pàncrees, com l’amilasa.
Les sals minerals i les vitamines
En molts aliments, sobretot vegetals, i en l’aigua hi ha diversos factors nutritius inorgànics, anomenats sals minerals, necessaris per a l’organisme. Les sals més importants són el calci, el fòsfor, el sodi, el potassi, el clor, el ferro, el magnesi, el sofre i, en quantitats menors, el iode, el fluor, el coure i alguns altres.
Les sals tenen diverses funcions en l’organisme. Es comporten com a enzims capaços d’accelerar o posar en marxa moltes reaccions químiques; són utilitzades en els mecanismes dels intercanvis cel·lulars; i participen en la regulació de la transmissió nerviosa i de la contracció muscular, com també en la de l’equilibri àcid-base. Intervenen, a més, en la formació de moltes substàncies. El calci i el fòsfor participen en la formació dels ossos i el fòsfor és present en substàncies biològiques fonamentals, com l’ATP o els nucleòtids dels àcids nucleics; el ferro és essencial per a la síntesi de l’hemoglobina; i el iode és utilitzat per a la producció de la tiroxina, una hormona secretada per la glàndula tiroide.
Les vitamines són substàncies que no aporten ni energia ni materials, sinó que regulen nombroses activitats i acceleren o permeten diverses reaccions químiques. Com que les vitamines tenen la característica que no poden ser sintetitzades per l’organisme, cal que en continguin els aliments ingerits. Hi ha vitamines que s’ingereixen directament amb els aliments, mentre que moltes altres ho fan com a protovitamines, que són transformades en processos posteriors. Respecte dels altres aliments fonamentals (proteïnes, lípids i glúcids) i de les sals minerals, les vitamines són necessàries per a la nutrició animal (i vegetal) en quantitats molt petites. Amb tot, la seva manca (avitaminosi) causa manifestacions patològiques que poden ser incompatibles amb la vida.
Les vitamines
Quadre 29.1 Les vitamines principals.
ECSA
Les vitamines són substàncies que intervenen en les reaccions químiques de l’organisme, però que tenen la característica que no es poden formar dins del propi organisme; per tant, és imprescindible la seva aportació externa a partir dels aliments que en contenen. Són actives en quantitats molt petites i algunes d’elles estan lligades a funcions essencials de la vida.
La primera vitamina que va ser coneguda va ser un principi actiu que apareix en l’esclòfia d’alguns cereals. Si es menjava el cereal refinat, es produïa un quadre deficitari, que clínicament es manifestava amb dificultats neurològiques. Aquesta malaltia és el beri-beri, que és causada per un carència de vitamina B. Després se n’han descobert moltes més i s’ha continuat la tendència a anomenar-les amb una lletra majúscula.
La vitamina A o retinol és present sobretot en la llet, els ous, les pastanagues i els tomàquets. Al nostre cos n’hi ha una certa quantitat a la retina; la seva manca provoca molèsties a la vista per sequedat, juntament amb alteracions de la pell, trastorns del creixement, etcètera.
La vitamina B constitueix en realitat un grup de vitamines, les més importants de les quals són: la B1 (tiamina), que es troba en la fruita i els ous i la manca de la qual provoca la malaltia anomenada beri-beri i trastorns nerviosos; la B2 (riboflavina), també en els ous, la llet i el fetge, molt important per a la pell, com la B6 (piridoxina); la B12 (cianocobalamina), indispensable per a la síntesi dels glòbuls vermells, present principalment en el fetge, és absent en els aliments d’origen vegetal llevat d’algunes algues marines. La vitamina C (àcid ascòrbic) només es troba en els vegetals; n’hi ha en totes les verdures fresques i en la fruita, sobretot les taronges i les llimones. La seva absència en la dieta provoca una malaltia anomenada escorbut i trastorns en la coagulació de la sang. La vitamina D (colecalciferol) intervé en la regulació del metabolisme del calci; n’hi ha principalment a la llet i els ous, i en part pot ser sintetitzada pel nostre cos mitjançant l’acció dels raigs solars.
La vitamina E, present en els vegetals, intervé en la regulació de la fecunditat masculina.
Es dóna el nom de vitamina F als àcids grassos no saturats essencials, com el linoleic, el linolènic i l’araquidònic. El seu dèficit pot provocar alteracions de la pell.
La vitamina H (biotina) afavoreix nombroses reaccions químiques. A més d’aparèixer en el fetge, els ous i els cereals, és produïda pels bacteris que poblen l’intestí gros i que formen part de l’anomenada flora intestinal.
La vitamina K és indispensable per a la síntesi d’alguns factors de la coagulació de la sang; la seva manca causa hemorràgies. En tenen sobretot els vegetals com els espinacs, els tomàquets, els cereals (segó) i els llegums frescos; a més, els bacteris que poblen l’intestí també en produeixen.
La vitamina P (citrina) és a la fruita i està relacionada amb la resistència dels vasos sanguinis. La vitamina PP (àcid nicotínic), també és important per a la regulació de nombroses reaccions químiques. És continguda en el llevat, el fetge i l’arròs; la seva manca provoca trastorns intestinals i la malaltia anomenada pel·lagra.
L’àcid fòlic es troba en els vegetals, sobretot els espinacs, el rovell d’ou i la carn. La seva manca provoca trastorns de la pell i de la producció de glòbuls vermells, blancs i plaquetes.
Entre els descobridors de diverses vitamines i dels seus mecanismes bioquímics fonamentals, el neerlandès Christiann Eijkman i l’hongarès nacionalitzat nord-americà Albert von Szent-Györgyi van ser distingits amb el premi Nobel de medicina els anys 1929 i 1937 respectivament.
El metabolisme
En el capítol anterior hem vist que cada cèl·lula de l’organisme forma els components que s’han de substituir utilitzant com a primeres matèries els aliments (glúcids, lípids i proteïnes). Al mateix temps, desmunta els components preexistents a mesura que són substituïts. Els aliments, a través del procés de la digestió, són transformats en substàncies relativament simples (monosacàrids, lípids simples i aminoàcids) que, un cop absorbides per l’intestí, són transportades a totes les cèl·lules. Aquí constitueixen les substàncies químiques de partida amb què, mitjançant reaccions químiques successives (és a dir, a través de petites modificacions successives), s’obtenen compostos diferents dels inicials. Així, es formen unes cadenes de reaccions que reben el nom de vies metabòliques. Les diverses vies metabòliques no es desenvolupen de manera independent les unes de les altres. Les vies poden encreuar-se o afluir en una única via comuna o també poden divergir d’un origen comú cap a productes terminals diferents. El resultat és que els diversos components cel·lulars són en bona part intercanviables.
Anabolisme i catabolisme
La síntesi dels diversos components cel·lulars es realitza convertint les unitats constitutives simples (aminoàcids, monosacàrids o nucleòtids) en substàncies més complexes, com són les proteïnes, els sucres o els àcids nucleics.
Aquest pas de simple a complex no té lloc espontàniament, sinó que ha de ser desencadenat externament. Per tant, el manteniment de les estructures cel·lulars requereix una aportació contínua d’energia. L’energia necessària per a aquesta activitat procedeix de les mateixes unitats constitutives esmentades. De fet, aquests compostos, a més de ser utilitzats per a les síntesis, es poden transformar en substàncies encara més simples (diòxid de carboni, aigua, amoníac o altres compostos nitrogenats). Sempre que una substància química pateix un procés que la redueix a productes més simples, s’allibera energia.
Les vies que porten a la degradació d’un compost s’anomenen vies catabòliques, i les que condueixen a la síntesi són les vies anabòliques. Així, és parla d’anabolisme o síntesi de substàncies i de catabolisme o destrucció de compostos. El conjunt de totes les vies (anabòliques i catabòliques) constitueix el metabolisme. Les reaccions catabòliques i les anabòliques es produeixen al mateix temps i s’encreuen, de manera que l’energia alliberada en les primeres pugui ser utilitzada per les segones i els productes d’algunes reaccions puguin ser emprats per altres com a material de base.
La major part de l’energia és produïda en la cèl·lula a partir de la glucosa, la qual s’utilitza immediatament. En cas que n’hi hagi més necessitat, o que la glucosa manqui, es fan servir els greixos de reserva, i només en cas de dejuni prolongat s’utilitzen alguns aminoàcids procedents de la descomposició de les proteïnes. En tots tres casos, l’energia es forma a partir d’un compost anomenat àcid pirúvic i de l’acetilcoenzim A. Perquè el procés es dugui a terme és necessària la presència d’oxigen (vegeu "La cèl·lula").
L’àcid pirúvic i l’acetilcoenzim A són, doncs, dues substàncies extremament importants perquè representen una mena d’encreuament per a les vies metabòliques dels glúcids, els lípids i les proteïnes. En efecte, la cèl·lula és capaç de produir aquestes dues substàncies a partir de cadascun d’aquests tres grups, o bé de fer el procés invers formant glúcids, lípids o proteïnes a partir d’àcid pirúvic i acetilcoenzim A (cicle de Krebs).
Aquest encreuament atorga una gran elasticitat en la regulació del metabolisme energètic i del material. Així, utilitzant pràcticament les mateixes vies, l’organisme és capaç d’emmagatzemar els materials energètics sobrers o bé d’utilitzar-los per a la síntesi de noves substàncies, en aquell moment més necessàries.
La regulació metabòlica
Si pensem en la gran quantitat de reaccions químiques que tenen lloc en tot moment en el nostre cos, resulta més aviat difícil imaginar que es puguin produir de manera ordenada i en funció de les exigències de cada moment.
En general, es pot dir que els instruments de base utilitzats per a la regulació metabòlica són els enzims, que es poden comparar a semàfors situats al llarg de les vies seguides per les transformacions químiques, capaços d’augmentar o alentir la velocitat del trànsit o de desviar-lo cap a altres carrers. En realitat, els enzims fan aquestes accions bo i combinant-se amb algunes de les substàncies necessàries per a una reacció, el resultat de la qual és influït o determinat pels enzims. Per poder intervenir en el moment i de la manera adequats, els enzims han de ser regulats al seu torn. Els mecanismes que se n’ocupen són diversos i poden actuar tant localment, en una sola cèl·lula o un òrgan, com en general, per tot l’organisme.
La regulació global del metabolisme és a càrrec principalment d’unes substàncies anomenades hormones, les quals, en resposta a indicacions del sistema nerviós i a modificacions químiques, varien la seva proporció en la sang. En altres paraules, l’organisme detecta la necessitat de regular el metabolisme a partir d’una disponibilitat major o menor d’energia, procedeix a alliberar hormones en la sang, les quals arriben a les cèl·lules i hi activen els enzims necessaris. N’és un exemple la tiroxina, una hormona secretada per la tiroide que controla la velocitat del metabolisme en general; així, el seu augment en la sang l’accelera, mentre que la disminució l’alenteix.
En canvi, hi ha altres hormones que són enviades a la sang en relació amb la concentració de les substàncies que proporcionen energia. Per exemple la insulina, produïda pel pàncrees, augmenta després dels àpats i afavoreix la utilització de la glucosa o el seu emmagatzemament. Contràriament, en dejú, augmenta el glucagó, també produït pel pàncrees, que afavoreix el consum de les reserves energètiques i l’alliberament de glucosa en la sang per part del fetge. Una altra hormona que augmenta quan s’està dejú és el cortisol, produït per les glàndules suprarenals. Finalment, un altre exemple és l’hormona del creixement, que augmenta notablement la síntesi de les proteïnes, el creixement dels ossos llargs i la producció d’energia, sobretot durant el període del creixement.
La mesura del metabolisme
Tornem al concepte general de metabolisme per mostrar com es pot mesurar. Durant el catabolisme, una part de l’energia que procedeix dels aliments es dispersa en forma de calor. En canvi, la resta s’emmagatzema en una substància molecular cel·lular especial, el nucleòtid ATP (vegeu "La cèl·lula"). Com que tard o d’hora l’energia continguda en l’ATP també s’utilitza per a noves reaccions químiques i, per tant, es transforma en calor, es pot afirmar que tota l’energia utilitzada pel nostre organisme es dispersa en forma de calor. L’únic moment en què això no passa és quan l’energia química, a més de convertir-se en calor, es converteix en energia mecànica per al moviment.
Per tant, podem dir que, en estat de repòs, la calor alliberada per les reaccions químiques del nostre organisme correspon al metabolisme corporal o, més ben dit, al metabolisme basal, que és precisament la quantitat d’energia que gasta una persona en condicions de repòs. La unitat de mesura de la calor és també, doncs, la unitat de mesura del metabolisme. S’anomena caloria (cal), i correspon a la quantitat de calor necessària per a fer augmentar la temperatura d’1 gram d’aigua 1°C (de 14,5°C a 15,5°C). Com que és una unitat de mesura molt petita, s’empra més la quilocaloria (kcal o Cal), que correspon a mil calories (vegeu "Energia, treball i calor").
Es podria mesurar el metabolisme basal mitjançant la calor alliberada pel cos durant el repòs, però resultaria massa complex. Una tècnica diagnòstica útil per a la detecció de la calor cutània és la termografia, que utilitza l’emissió de calor per part de teixits que són fotografiats aprofitant les radiacions infraroges. Aquesta tècnica permet, entre altres coses, detectar possibles indicis de patologies que provoquen un augment de la temperatura a les zones interessades, a causa d’inflamacions o d’una afluència de sang excessiva. Un mètode més àgil de mesura del metabolisme és el que té en compte l’oxigen consumit. Gairebé tota l’energia emprada per l’organisme és produïda per la reacció de l’oxigen amb els productes finals de la degradació dels aliments. En altres paraules, l’organisme consumeix sempre la mateixa quantitat d’oxigen durant la producció d’energia, una mitjana d’1 litre per cada 4,825 cal produïdes. D’aquesta manera, s’ha vist que el metabolisme basal és semblant en la majoria d’individus, i que depèn de la superfície corporal. En una persona d’uns 70 kg, oscil·la al voltant de les 1 600 cal al dia.
La mesura del metabolisme corporal es pot calcular afegint al metabolisme basal el consum d’energia requerit per les activitats que fem cada dia. Algunes d’aquestes són indispensables, com per exemple l’activitat relacionada amb l’alimentació, que és d’unes 200 cal. D’altres, en canvi, tenen relació amb els diversos treballs que fem fer al nostre cos. Per exemple, s’ha calculat que un home d’uns 70 kg consumeix unes 100 cal/h quan està dret, mentre que en gasta 200 si camina, més de 500 si corre i gairebé el doble si puja escales.