sustancias ingeridas que proporciona al organismo fuentes de energía y materiales de construcción...
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GENERALIDADES DE
DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN
ALIMENTOS
Sustancias ingeridas que proporciona al organismo fuentes de energía y materiales de construcción (o renovación) de las estructuras
corporales.
Nutrientes en el alimento• Componentes de los alimentos que tienen una
función energética, estructural o reguladora. En ellos encontramos distintos grupos:
Proteínas Lípidos Carbohidratos Vitaminas Minerales
Hidratos de carbono (CARBOHIDRATOS)
Aportan gran cantidad de energía en la mayoría de las dietas humanas.
Se queman durante el metabolismo para producir energía, liberando dióxido de carbono y agua.
Lípidos.(GRASAS)
• Más escasas que los hidratos de carbono• Producen más del doble de energía, por ser un
combustible compacto.• Se almacenan muy bien para ser utilizadas
después en caso de que se reduzca el aporte de hidratos de carbono.
Proteínas• Su función primordial es producir tejido corporal y
sintetizar enzimas• Algunas hormonas como la insulina, que regulan
la comunicación entre órganos y células, y otras sustancias complejas, que rigen los procesos corporales.
Vitaminas.
• Son compuestos orgánicos que actúan sobre todo en los sistemas enzimáticos para mejorar el metabolismo de las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas.
• Sin estas sustancias no podría tener lugar la descomposición y asimilación de los alimentos.
• Se clasifican en dos grupos: • Liposolubles, entre ellas están las vitaminas A,
D, E y K. • Hidrosolubles, entre ellas se incluyen la
vitamina C y el complejo vitamínico B.
MineralesSon necesarios para la reconstrucción estructural de los tejidos corporales además de que participan en procesos tales como la acción de los sistemas enzimáticos, contracción muscular, reacciones nerviosas y coagulación de la sangre.
Se dividen en dos clases: • Macroelementos, tales como calcio, fósforo,
magnesio, sodio, hierro, yodo y potasio;• Microelementos, tales como cobre, cobalto,
manganeso, flúor y cinc.
AguaEs un componente esencial para el
mantenimiento de la vida Debe ser aportado por la dieta en cantidades muy
superiores a las que se producen en el metabolismo.
Todas las reacciones químicas del organismo tienen lugar en un medio acuoso; sirve como transportador de nutrientes y vehículo para excretar productos de desecho.
Digestión
Proceso de transformación de los
alimentos, previamente ingeridos, en sustancias más sencillas para ser
absorbidos en el intestino y con ello generar energía. La
digestión ocurre tanto en los organismos
pluricelulares como en las células, como a nivel subcelular.
Absorción
Proceso de incorporación de los
productos de la digestión que
realizan las células intestinales
(enterocitos) y, de ahí, al organismo.
TRACTO GASTROINTESTINA
L(TGI)
Largo tubo plegado en el que drenan el hígado y el páncreas por medio de conductos
secretores. Transfiere los componentes de los alimentos
del exterior al interior del cuerpo
Anatomía del tracto GI
Boca (masticación)Esófago (deglución)Estómago (Mezclado
y secreción de sec. Digest)
Intestino delgado (absor)
Intestino grueso RectoAno
Se añaden diversos líquidos, electrólitos y proteínas que ayudan al mezclado, hidratación y digestión del
alimento (páncreas e hígado)
Volumen y pH de las secreciones intestinales
DIGESTIÓN
Serie secuencial y ordenada de procesos
http://www.youtube.com/watch?v=LDegj0v9aLM
DigestiónFases específicas que suceden en secuenciaInteracción de líquido, pH, agentes emulsionantes
y enzimasRequiere la acción secretora concertada de las
glándulas salivales, el hígado y la vesícula biliar, el páncreas y la mucosa intestinal.
Se producen numerosas secreciones del tracto GI y sus órganos asociados, con áreas con glándulas especializadas.
• Pérdida funcional menor puede pasar inadvertida• Debe de haber una alteración considerable de las
relación estructura/ función para que se manifiesten los signos de la mala digestión o malabsorción GI.• La enfermedad pancreática se manifiesta cuando se ha
destruido más del 90% de función pancreática.
• El tracto GI puede adaptarse a la pérdida de la función de un órgano constitutivo concreto.• Extirpa el estómago (cáncer), el páncreas y el intestino
delgado pueden compensar la pérdida total de secreción gástrica.
Enzimas digestivas y zimógenosEnzimas como
precursores inactivos
Enzimas gástricasEnzimas digestivas luz intestinal
(zimógenos)Exc. Amilasa salival y lipasas linguales (boca)Similar en glándulas salivales, mucosa gástrica y
páncreas.Exocrinas: “segregadas al exterior” Enzimas que intervienen en la digestión proteica
“proteasas” y la lipasa fosfolipasa (zimógenos)Cambio a enzimas activas por: cambios en pH
(pepsinógeno) o por enteropeptidasas específicas.
Las enzimas digestivas hidrolizan sus sustratos
Oligómeros, dímeros y monómerosLípidos: mezcla de ácidos grasos, glicerol y
monoacil y diacilgliceroles
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE
PROTEÍNAS
Digestión y Absorción de ProteínasGeneralidades
Fuente de proteínas para digestión y absorción:- 70-100 g/día de dieta- 20-30 g/día de secreción endógena- 20-30 g/día de descamación intestinal
La proteína dietaria es la única fuente de aminoácidos esenciales y necesaria para la mantención del
balance nitrogenado
La digestión es muy eficiente y ocurre predominantemente a nivel de intestino delgado
Enorme variedad de posibles combinaciones aminoací- dicas exige múltiples sistemas de hidrólisis
enzimática y transporte aminoacídico intestinales
Calidad y Digestibilidad de las Proteínas
Digestibilidad proteica depende de:- fuente proteica: animal >> vegetal- contenido de prolina : >% de prolina (glúten,
caseína) disminuye digestibilidad- fosfoproteínas (caseína) son más resistentes a
proteasas pancréaticas - manejo pre-ingesta: cocción facilita la digestibili-
dad, aunque en ciertos casos disminuye porgeneración de aductos intra/intermoleculares
Proteínas
Oligopéptidos
Proteasas y peptidasasgástricas y pancreáticas
PéptidosAminoácidos
Peptidasasde membrana
PéptidosAminoácidosPeptidasascitosólicas
LUMENINTESTINAL
ENTEROCITO
SANGRE PORTAL Péptidos (10%)Aminoácidos (90%)
Digestión y Absorción de ProteínasEsquema General
Digestión de ProteínasFases
Fase luminal Proteasas y peptidasas solublesOcurre en estómago e intestino
Fase Parietal Peptidasas asociadas a membrana plasmá-
tica y de localización intracelularOcurre sólo en intestino
Digestión de ProteínasFase Luminal Gástrica
Emulsificación y desnaturación acídica aumentan susceptibilidad a proteólisis enzimática
Pepsinas (proteasas ácidas) gástricas• Producto de células principales• Precursores inactivos (pepsinógenos I y II)• Activación por autocatálisis a pH ácido• Máxima actividad a pH 1-3 con inactivación
a pH > 4.5• Actúan sobre enlace peptídico formado
por aminoácidos aromáticos y alifáticos • Generan oligopéptidos de gran tamaño y
no absorbibles
Digestión de ProteínasFase Luminal Gástrica (cont.)
Regulación de la secreción de pepsinógenos porfactores hormonales (gastrina, histamina) y neurales (vago/acetilcolina)
Dependiente de secreción de ácido gástrico yproporcional a tiempo de residencia gástrico
Sólo determina 10-15% de la digestión de proteínas dietarias y NO es un proceso esencial en la digestión proteica total
Digestión de ProteínasFase Luminal Intestinal
Mediada por acción secuencial de proteasas pan-creáticas secretadas por células zimógenas
Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutrogenerando oligopéptidos (60-70%) y amino-ácidos libres (30-40%)
Secreción de proteasas pancreáticas es regulada por factores hormonales (CCK, secretina,gastrina) y neurales (acetilcolina, VIP) porvía de cAMP y Ca+2/calmodulina
Activación de Proteasas Pancreáticas
Son secretadas en forma inactiva y se activan por cascada proteolítica iniciada por enteroquinasa
TripsinógenoEnteroquinasa
TripsinaENDOPEPTIDASAS
Tripsinógeno TripsinaQuimotripsinógeno Quimotripsina
Proelastasa Elastasa
ECTOPEPTIDASASProcarboxipeptidasa A Carboxipeptidasa AProcarboxipeptidasa B Carboxipeptidasa B
Fase Parietal de la Digestión Intestinal de ProteínasProteasas asociadas a membrana celular
• Más de 20 peptidasas diferentes:endopeptidasas, aminopeptidasas,carboxipeptidasas, dipeptidasas (pro-lina-dipeptidasa)
• Digieren oligopéptidos luminales a amino-ácidos libres, dipéptidos y tripéptidos
• Actividad regulada por sustrato y producto
Proteasas intracelulares
Amino di- y tripeptidasa, prolina-dipeptidasa
Transporte Intestinal de Aminoácidos
Ocurre por varios mecanismos: % Relativo para
AlaninaT. activo Na+ dependiente 75%T. facilitado Na+ independ. 20%
Difusión pasiva < 5%
AminoácidosLUMENINTESTINAL
ENTEROCITO
SANGRE PORTAL
Na+
Na+ K+
Aminoácidos
Na+
Aminoácidos
Aminoácidos
Aminoácidos
K+
Aminoácidos
Péptidos
Peptidasascitosólicas
LUMENINTESTINAL
ENTEROCITO
SANGRE PORTAL
Aminoácidos
Transporte Intestinal de Péptidos
2H+
Péptidos H+
Na+
Na+
Na+K+AminoácidosPéptidos
Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones
DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN DE
LÍPIDOS
GENERALIDADES
Los lípidos del organismo se hallan en un estado dinámico produciéndose constantemente variaciones en su composición que van a depender del metabolismo celular.
Son oxidados para obtener energía. Utilizados para la síntesis de constituyentes esenciales
de los tejidos. Almacenados como sustancia de reserva en el tejido
adiposo. Los lípidos presentes en la alimentación se encuentran
generalmente en mayor concentración en aceites, manteca, yema de huevo.
En general están presentes como triglicéridos (grasas neutras), ácidos grasos y sus derivados, fosfolípidos, glucolípidos, esteroles y carotenos.
Funciones de los lípidos
• Fuente de energía • Manto térmico• Componentes de membranas celulares• Estructura de caracteres sexuales
secundarios• Aportan ácidos grasos esenciales y
vitaminas• Precursores de varios derivados lipídicos
1.FUNCIÓN DE RESERVA. Principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce por oxidación 9,4 kcal/g, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kcal/g.
2.FUNCIÓN ESTRUCTURAL. Forman las bicapas lipídicas de las membranas biológicas. Recubren órganos y le dan consistencia, o los protegen mecánicamente, como el tejido adiposo de riñón, pies y manos.
3.FUNCIÓN BIOCATALIZADORA Favorecen las reacciones que se producen en los seres vivos. Ej: vitaminas liposolubles, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.
4.FUNCIÓN REGULADORA A partir de ácidos grasos se sintetizan reguladores biológicos como los EICOSANOIDES, considerados hormonas de acción local y los FOSFOLÍPIDOS DE INOSITOL que actúan como segundos mensajeros.
Clasificación de lípidos
Esquema General de la Digestión Lipídica
LIPIDOS: Triglicéridos, Fosfolípidos y Colesterol
Vitaminas liposolubles (A, D, E, K)
LIPOLISIS
ABSORCION
- Glicerol
- Monoacilglicéridos
- Ácidos grasos de cadena media y
corta
Enzimas Digestivas
Sales Biliares
• BOCA : Lipasa salival (poca actividad)
• ESTÓMAGO: Lipasa Gástrica (importante en niños)
• INTESTINO DELGADO Secretina Secreción de electrolitos y líquidos pancreáticos
Colecistoquinina Contracción Vesícula biliar BILIS PANCREAS Secreción de Enzimas
sint por cel duod y yeyuno
Lipasa Pancreática
Sales biliares
Función de las sales biliares
• Actúan como detergentes
• Disminuyen la tensión superficial emulsión de grasas formación de partículas coloidales MICELAS
• Favorecen la acción de la lipasa
• Favorecen la absorción de vitaminas
• Acción colerética (estimulan la producción de bilis)
Enzimas Digestivas: LIPASAS
a- lipasa : Ataca uniones éster de posición 1 y 3 de los TG dejando monoglicéridos esterificados en 2.
Esterasa : Hidroliza la unión 2 del monoglicérido.
Fosfolipasa A2: Actúa sobre el C 2 de lecitina.
Fosfatasa: Hidroliza unión fosfato de lisolecitina.
Colesterol esterasa: Actúa sobre ésteres de colesterol.
TRIGLICERIDOS GLICEROL + AC. GRASOS
Ác
ido
sG
ras
os
Lib
res
HO C (CH2)n
O
CH3
LipasaPancreática
pH 6-7
Lipólisis de Triglicéridos porAcción de Lipasa Pancreática
Solubles en micelasInsolubles en micelas
Monoglicéridos HO (CH2)n
O
CH3C
C
H C (CH2)n
O
CH3
H3
C O
H3
C
OCH3(CH2)n
H
CH O C
CH3C
O
(CH2)n
O
(CH2)n CH3C
OH C
Triglicéridos
OC
H
H
Esterasa
CH2OH
CH2OH
Absorción de lípidos Acción de sales biliares
AC.GRASOS LIBRES
MONOGLICÉRIDOS
Atraviesan la membrana del enterocito por difusión simple
EN YEYUNO e ILEON POR DIFUSION PASIVA
Ac. Grasos de Cadena larga: Sistema de transporte LIPOPROTEÍNAS
MICELAS: Monoglicéridos
AG de cadena larga
Colesterol
Vitaminas liposolubles
- Ácidos grasos de cadena corta (6-10 C)
Albúmina
- Ácidos grasos de cadena larga (12-18 C)
Re-síntesis de TG QM
DESTINO DE LOS LIPIDOS ABSORBIDOS EN EL
ENTEROCITO
Linfa
Sangre
HÍGADO
TEJIDOS
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DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA
1) Las sales biliares emulsionan las
Grasas formando micelas.
4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los
QUILOMICRONES.
5) Los QUILOMICRONES viajan por el Sistema
Linfático y el Torrente sanguíneo hacia los
Tejidos.
6) La Lipoproteínlipasa
activada por apo-C en los capilares
convierten los TAG en AG y Glicerol.
7) Los AG entran a la célula.
8) Los AG son Oxidados como combustible o re-esterificados
para almacenamiento.
2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos
3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión
son tomados por la mucosa intestinal y
convertidos en TAG.
Receptores de lipoproteínas
R. relacionados a LDL
(LRP)
R. de LDL
R. recolectores
Apo B100
LDL, VLDL, IDL
Apo E QM, HDL
LDL modificadasmacrófagos
Proteína ABC 1 Apo A Transporte inverso del colesterol
HDL nacienteR. SR-BI (HDL)
Regulación de los niveles de colesterol intrahepático
1) Inhibición de enzima HMG CoA reductasa (síntesis de colesterol)
2) Activación de enzima ACAT para almacenar colesterol esterificado
3) Inhibición de receptores LDL, con supresión de la transcripción del gen.
DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATO
S
Generalidades • Son las moléculas biológicas más abundantes• Fuentes de energía (combustibles metabólicos)• Contienen 3 elementos: (C, H2O)n
• Monosacáridos Polisacáridos• No catalizan reacciones químicas complejas, ni se
replican por sí solos, son más heterogéneos
Funciones Biológicas• Fuente y almacenamiento de energía• Elementos estructurales y de protección• Reconocimiento y adhesión entre células• Unión covalente a proteínas y lípidos
(glicoconjugados) que pueden determinar localización celular o destino metabólico
Monosacáridos
• No requieren una digestión posterior para absorberse en el TGI Glucosa Fructosa (frutas) Galactosa (lácteos)
• Existen en varias formas isoméricas, D y L en base a la orientación del H y OH.
• Rotan la luz polarizada a la derecha (D) o Izquierda (L)• Referencia: Gliceraldehído (triosa)• Pentosas (5C´s) y Hexosas (6C´s)• Anómeros α tienen un grupo OH orientado por debajo
del plano de la estructura del anillo y los β por encima.
Disacaridos
1. Sacarosa (glc 1-2 frc): caña de azucar, remolacha
2. Maltosa (glc 1-4 glc): “malting” del almidón
3. Lactosa (glc 1-4 gal): leche
4. Trealosa (glc 1-1 glc): hongos
4. Celobiosa (glc 1-4 glc): unidad base de la celulosa, vegetales
Carbohidratos complejos
• Oligosacáridos (3 a 30 unidades)-galactosidos (3-5): rafinosa, estachiosa, verbascosa (legumbres)Fructo-oligosacaridos (FOS) o fructanos: raftilosa, inulina (topinanbur,
achicorea, salsifi etc) Galacto-oligosacaridos (leche humana) Arabino, xilo-oligosacaridos
• Polisacáridos (> 30 unidades)– Almidón– Glicógeno– Fibra dietetica
Polisacaridos: el glicógeno
GG
GG
G
GG
GUnion a 1-4
GG
GG
G Union a 1-6
G
GG
GG G
• Mayor forma de almacenamiento de carbohidratos en animales.
• Larga cadena de glucosa unidos en -1,4.
• Ramificado cada 4-8 residuos de glucosa en -1, 6.
• Más ramificado que el almidón
• Menor presión osmótica
• Fácilmente movilisable
Es la mayor forma de almacenamiento de carbohidratos en las plantas superiores
• Amilopectina: (80%) ramificación en -1,6 cada 20-30 residuos de glucosa.
-1,4
-1,6-1,4
• Amilosa: (20%) cadena linear larga de glucosa unidos en -1,4.
• Gelatinisa a alta temperatura
• Es digerido más lentamente
Polisacaridos: el almidón
Almidón resistente
Glucosaminoglucanos• Polisacáridos no ramificados con residuos de ácido
urónico y hexosamina alternados• Gel de espacios extracelulares• Ácido hialurónico en tejido conectivo, líquido
sinovial y humor vítreo• Amortiguadores y lubricantes biológicos
• Condroitín sulfato, queratansulfato, heparina, heparansulfato
Glucoproteínas• Contenido de carbohidratos de <1% hasta >90% • Actividad de enzimas, proteínas de transporte,
receptores, hormonas y proteínas estructurales.• Polipéptidos sintetizados bajo control genético y
carbohidratos sintetizados por enzimas
Proteoglucanos• Proteínas y glucosaminoglucanos de matriz
extracelular• Arquitectura molecular en forma de cepillo• Hebra central de ácido hialurónico puede tener
>100 proteínas nucleares asociadas, cada una se une a queratansulfato y coindroitinsulfato
• Muy hidratados
Paredes celulares bacterianas• Responsables de virulencia• Gram positivas o negativas
• Positivas: pared celular gruesa• Negativas: delgada con membrana exterior compleja
• Peptidoglucano y ácido N-acetilmurámico
• Proteínas segregadas y asociadas a membranas están glucosiladas
• Oligosacáridos se unen a proteínas por enlaces N-glucosídico u O-glucosídico
Proteínas glucosiladas
En la boca: - -amilasa salival, principio de la digestión de los CHO
En el estomago: - inhibición de la -amilasa salival, sin efecto sobre los CHO
En el intestino: - digestión intra-luminal por la -amilasa pancreática (endoamilasa)- digestión terminal por las disacaridasas presentes en el ribete estriado de los enterocitos- absorción de los monosacáridos producidos por mecanismos específicos de transporte
En el colon: - fermentación de la fracción CHO no digerida y absorbida en el intestino delgado (rescate colónico)
El proceso de digestión y absorción de los carbohidratos en el tubo digestivo
• Enzima salivaria:
a amilasa (1-4 endoglicosidasa)
GG
GG
G
GG
Ga 1-4 linkG
a 1-6 link
G
G
GG
GG
GGG G G G
GG
G
G G
G
maltosa
G
GG
isomaltosa
amilasa
maltotriosa
G
G
G
G
α-dextrina limite
Boca
Intestino
• Enzimas pancreáticasa-amylase
G G GG G
G
G G GG G GG
GG G
amilosa
amilopectina
G G G G Ga amilasa
+
G
G G
G G
maltotriosa maltosa
a dextrina limite
G
Enzimas del ribete estriado implicadas en la digestión terminal de los glucidos.
dextrinasadextrina limite
Mecanismos de absorción de los monosacaridos por el enterocito: el modelo clásico
SGLT1 = Transportador de glucosa de alta afinidad y baja capacidad (Transporte activo)
GLUT2 = Transportador de glucosa de baja afinidad y alta capacidad (Transporte facilitado)
GLUT5
Fructose
Regulación hormonal de la absorción de glucosa