Absorción de Carbohidratos UdeC 2013

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    D R A . P A U L I N A G M E Z T U R N E R

    Absorcin de Carbohidratos

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    INTRODUCCIN

    50% de las caloras diariasson suministradas por loshidratos de carbono,

    Cerca de un 80% esalmidn.

    Disacridos como sacarosay lactosa

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    CARBOHIDRATOS DE INTERS BIOLGICO

    Glucido Fuente tpica

    Amilopectina Papas, arroz, maz, pan.

    Amilosa Papas, arroz, maz, pan.

    Sacarosa Azcar, pasteles, betarraga

    Lactosa Productos lcteos. Maltosa Granos germinados (cebada)

    Trehalosa Setas jvenes.

    Fructosa Fruta , miel.

    Glucosa Fruta, miel, uva.

    Rafinosa Semillas de leguminosas

    Glucgeno Hgado, msculo.

    Celulosa Vegetales, harina de trigoentero, salvado, lechuga,apio, zanahoria.

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    Los hidratos de carbono constituyen la principal fuente de caloraspara la mayora de las personas.

    Sacarosa

    Lactosa

    Principalesdisacridos de la

    dieta

    Glucosa

    Fructosa

    Principalesmonosacridos ladieta

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    DISACARIDOS DE INTERES BIOLOGICO

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    DIGESTION DE LOS ALIMENTOS

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    DIGESTIN DE LOSCARBOHIDRATOS

    BOCA

    Las glndulas salivales

    secretan -amilasa, la que

    inicia la hidrlisis del almidn

    a: maltosa,

    maltotriosa (trmero de

    glucosas)

    oligosacridos de unos 8

    residuos de largo:DEXTRINAS.

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    ENLACEGLUCOSDICO

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    ESTMAGO

    Cuando el bolo alimenticiollega al estmago y se

    impregna de cido clorhdrico,la -amilasa salival seinactiva.

    DIGESTIN DE LOSCARBOHIDRATOS

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    INTESTINO DELGADO

    Continua en el intestino delgado,

    catalizada por la amilasa

    pancretica. Las dextr inasas del intestino

    delgado catalizan la hidrlisis de

    las dextrinas para liberar glucosa.

    Los disacridos se hidrolizan en elborde en cepillo de la mucosa

    intestinal glucosidasas mediante

    especficas MALTASA, SUCRASA

    y LACTASA .

    DIGESTIN DE LOSCARBOHIDRATOS

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    Principales oligosacaridasas del borde en cepillo:

    1. Lactasa: Divide la lactosa en glucosa y galactosa

    2. Sacarasa: Descompone la sacarosa en glucosa y fructosa3. -dextrinasa (isomaltasa): Desramifica las dextrinas lmte

    4. Glucamilasa: Convierte los matooligosacridos (maltosa) enunidades de glucosa.

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    sucrasalactasa

    fructosa

    galactosa

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    La actividad de las

    disacaridasas es mayor

    en el yeyuno que en el

    duodeno o en el leon.

    DIGESTIN DE LOSCARBOHIDRATOS

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    Los monosacridos as formados

    (galactosa, fructosa y glucosa)

    en la luz intestinal pasan al

    sistema porta, para dirigirse al

    hgado y despus sertransportados a los diferentes

    tejidos:

    Cerebro: 100-200 g/da

    Eritrocitos, plaquetas, leucocitos

    y msculo: 50g/da Tejido adiposo y riones: 30-

    20g/da.

    DIGESTIN DE LOSCARBOHIDRATOS

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    ABSORCIN INTESTINAL DE LOSCARBOHIDRATOS

    Mecanismo complejo y no seconoce por completo.

    La mayora de las pentosas,atraviesan la barrera intestinalmediante difusin simple.

    La glucosa puede ser transportadosen contra de un gradiente deconcentracin, las ltimas

    cantidades de estos azcares seabsorben en el intestino a pesar delas concentraciones elevadasexistentes en sangre.

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    1.- Mecanismo facilitado(eritrocitos)

    2.- Sistemas sensibles a hormonas(msculo y

    tejido adiposo.

    3.- Sistemas de transportadores (intestino y en lostejidos renales)

    4.- Difusin simple: Controversial. Flujo paracelular atravs de tight junctions.

    TRANSPORTE DE CARBOHIDRATOS

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    TRANSPORTADORES DEGLUCOSA

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    Hacia el interior de la clula. Este transporte lo realizandos grupos de protenas:

    los transportadores SGLT (sodium-glucose transporters) y

    los transportadores GLUT(glucose transporters)

    TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

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    SGLT:

    Sistema especfico de transporte dependiente de Na +

    para glucosa y galactosa,

    Realiza co-transporte activo junto con Na+

    Desde la superficie luminal de las clulas con borde en

    cepillo.

    TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

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    TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

    Gluts : familia deprotenas con unasecuenciadeterminada,codificada pordiferentes genes.

    Estructura encomn de 12 zonashidrfobas encontacto con lamb.

    Terminacionesamino y carboxilosonintracitoplasmticas.

    Se han descrito por lo menos 13 protenas

    transportadoras de glucosa:GLUT.

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    Movilizan molculas de glucosa por difusin facilitada. travs poros

    o conductos especficos sin gasto de ATP.

    TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

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    Glut 1:

    Cerebro y en eritrocitos;

    acta como una puerta en la cual la protena une alazcar en la superficie externa de la membrana y sufre

    un cambio conformacional que conduce al azcar haciael interior de la clula, donde se desune.

    Glut 2 : ( Km para la glucosa 15 mM aprox.)

    Hgado, rin, intestino y clulas b del pncreas. Glut 1 y 2 se han hallado en cerebros de fetos de 10

    semanas con lo que se sugiere que interviene en eldesarrollo del SNC

    TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

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    CARACTERSTICAS DE LOS TRANSPORTADORESDE MONISACRIDOS

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    CARACTERSTICAS DE LOS TRANSPORTADORESDE MONISACRIDOS

    Hepatocitos. Encargado del proceso de

    gliconeognesis heptica

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    La digestin de los disacridos y la absorcin de los azcares se

    lleva a cabo en el borde en cepillo, principalmente en la regin superior

    del yeyuno.

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    VELOCIDAD DE ABSORCION DE LA GLUCOSA

    La cantidad de azcares absorbidos es de 1 g/Kg de peso corporal

    por hora aproximadamente.

    En el perodo de 30 - 60 min. despus de la comida, se alcanzahabitualmente un nivel mximo de cerca de 130 mg/dL (7.2 mmol/L) que

    disminuye en 2 - 2:30 horas a 70 mg/dL (3.9 - 5.0 mmol/L)

    aproximadamente.

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    Absorcin de Azcar en el

    Intestino: El Rol de GLUT2

    Annu. Rev. Nutr. 2008. 28:3554

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    MODELO CLSICODE ABSORCIN INTESTINALACTIVASECUNDARIADE GLUCOSA

    Glucosa luminal < Glucosa plasma

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    LOS MECANISMOS DEL TRFICODE GLUT2 APICAL

    GLUT2 Apical Media el Componente de Difusin de Absorcin de Glucosa

    Modelo Clsico

    GLUT2 en

    membranabasolateral

    Estudios

    GLUT2 enmembrana apical

    Membrana apical

    Insercin t 1/2 3.5min y se correlaciona

    con la activacin deisoforma II PKC

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    LOS MECANISMOS DEL TRFICODE GLUT2 APICAL

    GLUT2 Apical Media el Componente de Difusin de Absorcin de Glucosa

    Componentes

    Sensible a floretina GLUT2 Insensible

    a floretina SGLT1

    SGLT1

    muestra una cintica de saturacin simple

    (Kt: 27 mM in vivo)

    GLUT2

    parece difusivo, pero es cooperativo

    A altas concentraciones de cuenta 75%

    de absorcin

    Ab i d C l i R l

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    Absorcin de Calcio y Rearreglocitoesqueltico del Enterocito

    Cai 2+ importante en la insercin inducida por glucosade GLUT2 apical

    GLUT2 apical depende del rearreglo citoesqueltico delenterocito asociado a contraccin inducida por glucosa de

    el anillo de actimiosina alrededor de las uniones

    Ambos procesos son activados por incremento del Cai 2+

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    ABSORCINDE CALCIOYREARREGLOCITOESQUELTICODEL ENTEROCITO

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    La familia de receptores de sabor dulce linguales T1R comprende T1R1, T1R2 y T1R3

    T1R1 + T1R3 aa.

    T1R2 + T1R3 sabor dulce

    RECEPTORES INTESTINALESSABORDULCE

    Operan a travs de sistema de sealizacin va protena G involucrando-gustducina y/o transducina que estn unidas ya sea por PLC 2 o PKA,

    incrementando Cai2+ y DAG o cAMP respectivamente

    Inducen mximo incremento en Cai2+ aconcentraciones en rango de los cien mM

    Endulzantes naturales

    Aumentan Cai2+ pero en bajo rango mMEndulzantes artificiales

    Sacarina, acesulfamo de potasio y sucralosa incrementan GLUT2 apicalen paralelo con su potencia en incrementar Cai 2+

    R I

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    RECEPTORES INTESTINALESDE SABORDULCE

    Enterocito

    T1Rs,-gustducina,

    Transducina

    Altos niveles de PLC b2 en

    membrana apical

    Insercin apical de GLUT2 en respuesta a altas concentracionesde azcar y endulzantes artificiales

    R I S

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    Comida rica en azcar

    RECEPTORES INTESTINALESDE SABORDULCE

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    As altas tasas de absorcin de azcar son mantenidas a pesar de la glicemiaanormalmente elevada

    La falta de insulina y la

    hiperglicemia asociadaen pacientes diabticosincrementa laabundancia de

    transportadores deazcar.

    GLUT2 apical fuetambindramticamente

    aumentado en diabetesexperimental

    Grandes cantidades deGLUT2 fueron

    permanentementelocalizados en la

    membrana apical, por loque la absorcin de

    fructosa fue mediada porGLUT2 y GLUT5

    Insulina, Insulinoresistancia, y Diabetes

    REGULACIN ENDOCRINA Y PARACRINA DEABSORCIN DE AZCAR

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    REGULACIN ENDOCRINA Y PARACRINA DEABSORCIN DE AZCAR

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    Leptina

    Leptina inhibe el transporte activo a travs de una reduccin de SGLT1 en la

    membrana apical, sin afectar GLUT2 apical dependiente de la captacin de glucosa

    Liberada acirculacin desde eltejido adiposo y el

    estmago enrespuesta a laingestin de

    nutrientes y allumen del intestino

    delgado

    Receptores deleptina son

    expresados en la

    membrana apical ybasolateral del

    enterocito

    REGULACIN ENDOCRINA Y PARACRINA DEABSORCIN DE AZCAR

    PARACRINA DE ABSORCIN DE

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    Hormonas Paracrinas

    PARACRINA DE ABSORCIN DEAZCAR

    NUTRICIN Y GLUT

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    NUTRICIN Y GLUT2

    Alteraciones Genticas de transportadores de azcar intestinales

    Defectos genticos pueden alterar el transporte de azcar transepitelial en ambas membranas apicaly basolateral

    Deficiencia de GLUT2No presentan

    malabsorcin de azcar

    Pueden liberar glucosadel enterocito por unava de transporte de

    membrana microsomalque parece compensar la

    deficiencia en GLUT2

    Mutaciones en SGLT1cursan con malabsrocinde glucosa y galactosa ycausan severa diarrea y

    deshidratacin eninfantes humanos

    Tratamiento: retirartoda la glucosa ygalactosa dietaria

    Otras vas puedendespolarizar lamembrana apical como

    el cotransporteH+/pptido y

    Na+/aminocido y por lotanto aumentar laabsorcin de Ca2+

    necesario para elrearreglo citoesqueltico

    NUTRICIN Y GLUT

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    NUTRICIN Y GLUT2Alimentos Naturales y Procesados: Endulzantes artificiales

    Comida rica en fructosa promueve en ratones wildtypeinsercin apical de GLUT2 la absorcin de este azcar sepuede triplicar dentro de minutos

    La glucosa dietaria parece menos eficiente que la fructosa enincrementar la captacin por tejidos

    Dieta rica en CHO de bajo ndice glicmico falla en inducirreclutamiento de GLUT2 apical, ms an bloquea la rpidainduccin de GLUT2 apical por el bolo de azcar

    NUTRICIN Y GLUT

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    Concentracin de azcares en membrana apical durante la hidrlisis de productos de

    digestin tiene que ver directamente con el rol fisiolgico del proceso de difusin

    evita fuerte aumento de azcares en el lumen, manteniendoconcentraciones en la vecindad de la membrana bajo de los

    niveles requeridos para el movimiento de GLUT2

    Los receptores de gustooperan en el rango de los

    100 mM

    La estimulacinde T1R2 +T1R3 porazcares simples a 30 y 100

    mM corresponde al 15 y85% del mximo

    incremento de Ca2+

    La acumulacin local de la

    concentracin de azcar enla vecindad de los

    transportadores y sensoreses importante

    El glicocaliz puede jugar unrol generando retencin de

    azcares y electrolitos

    NUTRICIN Y GLUT2Alimentos Naturales y Procesados: Endulzantes artificiales

    Bajondice

    glicmico

    NUTRICIN Y GLUT

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    Afinidad de los receptores degusto por endulzantes

    artificiales es cien vecesmayor que por azcares

    naturales

    Endulzantes naturales yartificiales pueden unirse

    simultneamente a losreceptores de gusto para

    activar sinrgicamente los

    blancos corriente abajo

    En intestino la activacin deT1R2+T1R3 por sucralosa ybajas concentraciones deglucosa lleva a GLUT2 a la

    membrana apical,incrementando la absorcin de

    glucosa en minutos

    NUTRICIN Y GLUT2Alimentos Naturales y Procesados: Endulzantes artificiales