GENERALIDADES DE DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN

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1 GENERALIDADES DE DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN

2 ALIMENTOS Sustancias ingeridas que proporciona al organismo fuentes de energía y materiales de construcción (o renovación) de las estructuras corporales.

3 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

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 Minerales Son 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.

9 Agua Es 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.

10 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.

11 Absorción Proceso de incorporación de los productos de la digestión que realizan las células intestinales (enterocitos) y, de ahí, al organismo.

12 TRACTO GASTROINTESTINAL (TGI)

13 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

14 Anatomía del tracto GI Boca (masticación) Esófago (deglución)
Estómago (Mezclado y secreción de sec. Digest) Intestino delgado (absor) Intestino grueso Recto Ano Se añaden diversos líquidos, electrólitos y proteínas que ayudan al mezclado, hidratación y digestión del alimento (páncreas e hígado)

15 Volumen y pH de las secreciones intestinales

16 DIGESTIÓN Serie secuencial y ordenada de procesos

17 Digestión Fases específicas que suceden en secuencia
Interacción de líquido, pH, agentes emulsionantes y enzimas Requiere 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.

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20 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.

21 Enzimas digestivas y zimógenos Enzimas como precursores inactivos

22 Enzimas gástricas Enzimas 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.

23 Las enzimas digestivas hidrolizan sus sustratos
Oligómeros, dímeros y monómeros Lípidos: mezcla de ácidos grasos, glicerol y monoacil y diacilgliceroles

24 DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE PROTEÍNAS

25 Digestión y Absorción de Proteínas
Generalidades Fuente de proteínas para digestión y absorción: g/día de dieta g/día de secreción endógena 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

26 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 por generación de aductos intra/intermoleculares

27 Digestión y Absorción de Proteínas
Esquema General Proteínas Proteasas y peptidasas gástricas y pancreáticas LUMEN INTESTINAL Oligopéptidos Aminoácidos Péptidos Peptidasas de membrana ENTEROCITO Aminoácidos Péptidos Peptidasas citosólicas SANGRE PORTAL Aminoácidos (90%) Péptidos (10%)

28 Digestión de Proteínas
Fases Fase luminal Proteasas y peptidasas solubles Ocurre en estómago e intestino Fase Parietal Peptidasas asociadas a membrana plasmá- tica y de localización intracelular Ocurre sólo en intestino

29 Digestión de Proteínas
Fase 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

30 Digestión de Proteínas
Fase Luminal Gástrica (cont.) Regulación de la secreción de pepsinógenos por factores hormonales (gastrina, histamina) y neurales (vago/acetilcolina) Dependiente de secreción de ácido gástrico y proporcional 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

31 Digestión de Proteínas
Fase Luminal Intestinal Mediada por acción secuencial de proteasas pan- creáticas secretadas por células zimógenas Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutro generando 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) por vía de cAMP y Ca+2/calmodulina

32 Activación de Proteasas Pancreáticas
Son secretadas en forma inactiva y se activan por cascada proteolítica iniciada por enteroquinasa Tripsinógeno Enteroquinasa Tripsina ENDOPEPTIDASAS Tripsinógeno Tripsina Quimotripsinógeno Quimotripsina Proelastasa Elastasa ECTOPEPTIDASAS Procarboxipeptidasa A Carboxipeptidasa A Procarboxipeptidasa B Carboxipeptidasa B

33 Digestión Intestinal de Proteínas
Fase Parietal de la Digestión Intestinal de Proteínas Proteasas 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

34 Transporte Intestinal de Aminoácidos
Ocurre por varios mecanismos: % Relativo para Alanina T. activo Na+ dependiente % T. facilitado Na+ independ % Difusión pasiva < 5% LUMEN INTESTINAL Aminoácidos Aminoácidos Na+ Na+ Aminoácidos Aminoácidos ENTEROCITO K+ SANGRE PORTAL K+ Aminoácidos Na+ Aminoácidos

35 Transporte Intestinal de Péptidos
Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones LUMEN INTESTINAL Péptidos 2H+ Na+ H+ Na+ Péptidos Peptidasas citosólicas ENTEROCITO Aminoácidos SANGRE PORTAL Péptidos Aminoácidos K+ Na+

36 DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN DE LÍPIDOS

37 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.

38 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

39 3.FUNCIÓN BIOCATALIZADORA
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.

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41 Clasificación de lípidos

42 Esquema General de la Digestión Lipídica
LIPIDOS: Triglicéridos, Fosfolípidos y Colesterol Vitaminas liposolubles (A, D, E, K) Enzimas Digestivas LIPOLISIS Glicerol Monoacilglicéridos Ácidos grasos de cadena media y corta Sales Biliares ABSORCION

43 Lipasa Pancreática 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 Lipasa Pancreática Sales biliares sint por cel duod y yeyuno

44 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)

45 Enzimas Digestivas: LIPASAS
TRIGLICERIDOS GLICEROL + AC. GRASOS 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.

46 Lipólisis de Triglicéridos por Acción de Lipasa Pancreática
Esterasa O CH3 (CH2)n H C Triglicéridos HO C (CH2)n O CH3 CH2OH C H (CH2)n O CH3  H3   Lipasa Pancreática pH 6-7 Grasos Libres Ácidos CH2OH HO (CH2)n O CH3 C Monoglicéridos Insolubles en micelas Solubles en micelas

47 Acción de sales biliares
Absorción de lípidos Acción de sales biliares EN YEYUNO e ILEON POR DIFUSION PASIVA Atraviesan la membrana del enterocito por difusión simple AC.GRASOS LIBRES MONOGLICÉRIDOS MICELAS: Monoglicéridos AG de cadena larga Colesterol Vitaminas liposolubles Ac. Grasos de Cadena larga: Sistema de transporte  LIPOPROTEÍNAS

48 DESTINO DE LOS LIPIDOS ABSORBIDOS EN EL ENTEROCITO
Ácidos grasos de cadena corta (6-10 C) Albúmina - Ácidos grasos de cadena larga (12-18 C) Re-síntesis de TG QM Sangre HÍGADO Linfa TEJIDOS

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50 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.

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52 Receptores de lipoproteínas
R. relacionados a LDL (LRP) QM, HDL Apo E LDL, VLDL, IDL Apo B100 R. de LDL macrófagos LDL modificadas R. recolectores R. SR-BI (HDL) HDL naciente Transporte inverso del colesterol Apo A Proteína ABC 1

53 Regulación de los niveles de colesterol intrahepático
Inhibición de enzima HMG CoA reductasa (síntesis de colesterol) Activación de enzima ACAT para almacenar colesterol esterificado Inhibición de receptores LDL, con supresión de la transcripción del gen.

54 DIGESTIÓN/ ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOS

55 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

56 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

57 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.

58 Disacaridos Sacarosa (glc  1-2 frc): caña de azucar, remolacha
Maltosa (glc  1-4 glc): “malting” del almidón Lactosa (glc  1-4 gal): leche Trealosa (glc  1-1 glc): hongos 4. Celobiosa (glc  1-4 glc): unidad base de la celulosa, vegetales

59 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

60 Polisacaridos: el glicógeno
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 G G G G G G G G G G G G Union a 1-6 G G G Union a 1-4 G G G G

61 Polisacaridos: el almidón
Es la mayor forma de almacenamiento de carbohidratos en las plantas superiores Amilosa: (20%) cadena linear larga de glucosa unidos en -1,4. Gelatinisa a alta temperatura Es digerido más lentamente -1,4 Almidón resistente Amilopectina: (80%) ramificación en -1,6 cada residuos de glucosa. -1,6 -1,4

62 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

63 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

64 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

65 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 glucosiladas Proteínas segregadas y asociadas a membranas están glucosiladas Oligosacáridos se unen a proteínas por enlaces N-glucosídico u O-glucosídico

66 El proceso de digestión y absorción
de los carbohidratos en el tubo digestivo 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)

67 Boca α-dextrina limite amilasa Enzima salivaria:
a amilasa (1-4 endoglicosidasa) G G G G α-dextrina limite G G G G G G amilasa G G G G G G G maltotriosa G a 1-6 link G a 1-4 link G G G G G G maltosa G G isomaltosa

68 + Intestino Enzimas pancreáticas a-amylase maltotriosa maltosa
G G G G G G G G G G a amilasa amilosa G G G G G G G G G G G G G G G G G amilopectina a dextrina limite

69 Enzimas del ribete estriado implicadas
en la digestión terminal de los glucidos. dextrina limite dextrinasa

70 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

71 Regulación hormonal de la absorción de glucosa