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

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.

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