La rotura de las gotitas muestra cómo las ondas de encogimiento de la parte inferior del estómago clasifican los alimentos.

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En un esfuerzo por combatir la obesidad y mejorar la absorción de medicamentos, los científicos han investigado a fondo cómo los jugos gástricos en el estómago descomponen los alimentos ingeridos y otras sustancias. Sin embargo, se sabe menos acerca de cómo los complejos patrones de flujo y las tensiones mecánicas producidas en el estómago contribuyen a la digestión.

Investigadores de Francia, Michigan y Suiza han construido un prototipo de antro artificial, o parte inferior del estómago, para presentar una comprensión más profunda de cómo las fuerzas físicas afectan la digestión de los alimentos basándose en la dinámica de los fluidos. En Physics of Fluids, de AIP Publishing, revelan un efecto clasificatorio basado en la descomposición de gotas de líquido combinado con fenómenos de transporte derivados de simulaciones informáticas complementarias.

Las partes relevantes del estómago son el cuerpo, donde se almacena la comida; la caverna, donde se muele la comida; y el píloro, o esfínter pilórico, la válvula de tejido que conecta con el intestino delgado. Las contracciones musculares de onda lenta comienzan en el cuerpo, con la velocidad y amplitud de la onda aumentando para formar ondas de contracción antral (ACW) a medida que se propagan hacia el píloro.

El dispositivo de cueva de los investigadores consiste en un cilindro, cerrado en un extremo para imitar un píloro cerrado, y un pistón hueco que se mueve dentro del cilindro para replicar los ACW. Como se verificó a través de simulaciones por computadora y mediciones experimentales, el prototipo produce las características de flujo de chorro retropulsivo que existen en la caverna.

La desintegración de los alimentos se cuantifica determinando la descomposición de las gotas de líquido en los campos de flujo producidos por el ACW. Los investigadores estudiaron diferentes modelos de sistemas de fluidos con diversas viscosidades para explicar las amplias propiedades físicas de los alimentos digeridos. El tamaño de la gota y otros parámetros recuerdan las condiciones de un estómago real.

La falla de la gota ocurrió cerca de la superficie del pistón hueco, donde el campo de flujo exhibió velocidades más bajas pero tasas de deformación más altas, exponiendo así la gota a esfuerzos cortantes más altos durante un período de tiempo más largo. No se produjeron roturas por caídas cerca del centro del pistón, debido a que las tensiones y los tiempos de permanencia son menores y menores.

«Los resultados extraídos de este simple prototipo han profundizado la comprensión del proceso de desintegración que ocurre en el estómago», dijo el coautor Damien Dufour. «Las gotas cercanas a la pared se romperán a medida que sean llevadas al píloro. Las gotas del centro regresan al cuerpo, sin una gran reducción de tamaño, para desintegrarse más tarde. Se puede percibir esta acción combinada de los ACW como un efecto de clasificación . «.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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