DIGESTION DE NUTRIENTES
SUMARIO
1.
INTRODUCCION
2.
CONCEPTO DE DIGESTION
3.
APARATO DIGESTIVO
4.
DIGESTION EN EL SER HUMANO
CAVIDAD ORAL
ESTOMAGO
INTESTINO DELGADO
Bilis, Jugo Pancreático y Jugo Intestinal
TRANSPORTE
ABSORCION
5.
DIGESTION DE CARBOHIDRATOS
BOCA, ESTOMAGO E INTESTINO
ABSORCION Y TRANSPORTE
6.
DIGESTION DE LIPIDOS
BOCA,
ESTOMAGO E INTESTINO
ABSORCION
Y TRANSPORTE
7.
DIGESTION DE PROTEINAS
BOCA,
ESTOMAGO E INTESTINO
ABSORCION
Y TRANSPORTE
- POSIBLES
TRASTORNOS
INTRODUCCION
La mayor parte de los alimentos ingeridos como pan,
carne, verduras, etc., no están en una forma que el organismo pueda aprovecharlos
para nutrirse, puesto que no pueden ser absorbidos en el aparato digestivo
hasta que son reducidos o transformados en moléculas más pequeñas. Esta desintegración de los alimentos que se
encuentran de manera natural hasta formas asimilables constituye el proceso de
digestión.
La digestión en los animales y algunas plantas, ocurre a
niveles multicelular, celular y subcelular. Este proceso se lleva a cabo en el
sistema digestivo, tracto
gastrointestinal o canal alimentario. El sistema digestivo, como un
todo es un tubo con un solo sentido, con órganos y accesorios como el hígado, la vesícula biliar y el páncreas, que asisten en el proceso químico involucrado en la
digestión.
La digestión, usualmente esta dividida en procesos
mecánicos, para reducir el tamaño de los alimentos y en una acción química para
reducir el tamaño de las partículas y prepararlas para la absorción.
La digestión puede dividirse en cuatro procesos
separados:
- Ingestión: colocar
la comida en la boca.
- Digestión
mecánica y química: la masticación para rasgar y triturar
a los alimentos y la agitación del estómago. La adición de químicos (ácidos, bilis, enzimas y agua) para degradar
moléculas complejas hasta estructuras simples.
- Absorción:
movimiento de los nutrientes desde el sistema digestivo hasta los capilares circulatorios
y linfáticos a través de diferentes
mecanismos como la ósmosis, el
transporte activo y la difusión.
- Excreción:
remoción de materiales no ingeridos del tracto digestivo a través de la
defecación.
Además de lo
anterior esta el proceso del movimiento muscular a través del sistema,
tragado y perístasis.
CONCEPTO: La digestión es la desintegración de los alimentos hasta sus formas asimilables, proceso llevado a cabo por una serie de enzimas digestivas, que catalizan y por lo tanto aceleran la velocidad de degradación de las macromoléculas en sus unidades monoméricas respectivas. Estas enzimas digestivas hidrolizan a los almidones a monosacáridos, a las proteínas a aminoácidos y a los triacilglicéridos a monoacilglicéridos, glicerol y ácidos grasos.
El aparato digestivo está compuesto
por la cavidad oral, tubo digestivo y glándulas relacionadas, cumple como
funciones principales la ingestión, masticación, deglución, digestión y
absorción de alimentos, y además cumple con la eliminación de residuos
indigeribles (VER FIGURA).
El interior del tubo digestivo está revestido por una membrana llamada
mucosa. La mucosa de la boca, el estómago y el intestino delgado contiene
glándulas diminutas que producen jugos que contribuyen a la digestión de los
alimentos.
Hay otros dos órganos digestivos
compactos, el hígado y el páncreas, que producen jugos que llegan al intestino
a través de pequeños tubos. Además, algunos componentes de otros aparatos y
sistemas (por ejemplo, los nervios y la sangre) juegan un papel importante en
el aparato digestivo.
1.
La digestión comienza en la boca
donde los alimentos se mastican y se mezclan con la saliva que contiene enzimas que inician el proceso químico de la digestión, formándose
el bolo alimenticio.
2.
La comida es comprimida y dirigida desde la
boca hacia el esófago mediante la deglución, y del esófago al estómago, donde
los alimentos son mezclados con ácido clorhídrico
que los descompone, sobre todo, a las proteínas, desnaturalizándolas. El bolo alimenticio
se transforma en quimo.
3.
Debido a los cambios de acidez (pH) en los
distintos tramos del tubo digestivo, se activan o inactivan diferentes enzimas
que descomponen los alimentos.
4.
En el intestino delgado el quimo, gracias a
la bilis secretada por el hígado, favorece la emulsión de las grasas y gracias
a las lipasas de la secreción pancreática se produce su degradación a ácidos grasos y glicerina. Además el jugo pancreático
contiene proteasas y amilasas que actúan sobre proteínas y glúcidos. La mayoría
de los nutrientes se absorben en el intestino delgado. Toda esta mezcla
constituye ahora el quimo.
5.
El final de la digestión es la acumulación
del quimo en el intestino grueso donde se absorbe el agua para la posterior
defecación de las heces.
Cavidad oral
En los humanos, la digestión empieza en la cavidad oral,
donde los alimentos son masticados. La saliva es secretada en la boca, en
grandes cantidades (1-1,5L/d) por tres pares de glándulas salivales
(parótida, submaxilar y sublingual) y es mezclada por la lengua, con la comida
masticada. Está constituida por
aproximadamente 99.5% de agua
La saliva sirve para limpiar la cavidad oral y humedecer
el alimento. Contiene enzimas digestivas
tales como la alfa-amilasa salival, la cual ayuda en la degradación química de
los polisacáridos (almidón y glucógeno), y disacáridos (maltosa). Muchos
animales carecen de amilasa salival. También contiene mucina, una glicoproteína
que ayuda a ablandar los alimentos del bolo.
Así mismo la saliva puede servir de vehículo para
excretar ciertas sustancias (por ejemplo, alcohol y morfina), iones inorgánicos
como el K+, Ca++, HCO3-, yodo, tiocianato (SCN-), inmunoglobulinas IgA, tiene
un pH alrededor de 6.8 y se inactiva a pH 4.0 o menos.
Además en la superficie dorsal de la lengua (glándulas de
ebner) se secreta una enzima llamada lipasa lingual, la cual actúa sobre los
triacilglicéridos que tienen ácidos grasos de cadena corta.
La comida masticada, es empujada a través del esófago
hasta el estómago, por las contracciones peristálticas de estos músculos.
Estómago
La comida llega al estómago, después de pasar a través de
un orificio llamado cardías. En el estómago, la comida es degradada y mezclada
con el jugo gástrico.
El Jugo Gástrico es un líquido claro de color amarillo
pálido, que contiene de 0.2 a 0.5% de HCl con un pH aproximado de 1.0; de 97 a
99% de agua, el resto consiste en mucina y sales inorgánicas, y en las enzimas
digestivas (pepsina y renina) y una lipasa.
El ácido clorhídrico por si mismo, no degrada las
moléculas de alimento, sino que proporciona un pH óptimo para la acción de las
enzimas proteolíticas (proteasas), además, sirve para destruir a la mayor parte
de los microorganismos que entran al aparato gastrointestinal.
Las células parietales del estómago, también secretan una
glicoproteína llamada factor intrínseco, el cual permite la absorción de vitamina B12. Otras moléculas pequeñas,
tales como el alcohol son absorbidas en el estómago
pasando a través de la membrana y entrando al sistema circulatorio
directamente.
calor del estómago es importante en la licuefacción de
la masa de lípidos de los alimentos, la es ayudada por contracciones
peristálticas.
El estómago secreta una enzima : lipasa gástrica que en el ser humano es la principal lipasa. Hidroliza a los triacilglicéridos de ácidos
grasos de cadena corta, media y larga.
Debido a que el tiempo de retención en el estómago es de 2 a 4 horas,
30% de los triacilglicéridos dietéticos pueden digerirse en este lapso, la
mayoría durante la primera hora. La
grasa de la leche contiene ácidos grasos de cadena corta y mediana, lo que la
hace un buen sustrato para esta enzima.
Intestino delgado
Después de haber sido procesados en el estómago, los
alimentos pasan al intestino delgado a través del esfínter pilórico. La mayor
parte de la digestión y absorción ocurre aquí cuando el quimo entra al duodeno.
Aquí es mezclado adicionalmente con tres líquidos diferentes:
1.
Bilis, es producida por el
hígado y almacenada por la vesícula biliar. La Bilis emulsifica las grasas para
permitir su absorción, neutraliza el quimo y es usada para excretar productos
de desecho tales como bilirrubina y ácidos biliares. Sin embargo no es una enzima.
Durante
el proceso de la digestión, el alimento llega al duodeno, provocando la
liberación de colecistoquinina, una hormona intestinal, que estimula a la
vesícula biliar a contraerse y a relajar el esfinter de Odd, permitiendo que la
bilis fluya al conducto biliar.
COMPOSICION DE LA
BILIS
|
La composición de la
bilis hepática difiere de la bilis de la vesícula biliar, esta última es más
concentrada.
Propiedades de la bilis
·
Emulsificación:
Las
sales biliares tienen una considerable capacidad para disminuir la tensión superficial.
Esto les permite emulsionar las grasas en el intestino y disolver los ácidos
grasos y los jabones insolubles en agua. La presencia de la bilis en el
intestino es un auxiliar importante para llevar a cabo la digestión y absorción
de las grasas, así como la absorción de las vitaminas liposolubles A, D, E Y K.
Cuando se altera la digestión de las grasas, también son mal digeridos otros
alimentos, pues la grasa cubre las partículas de éstos y evita que las enzimas
actúen sobre ellas. En tales condiciones, la actividad de las bacterias
intestinales provoca considerable putrefacción y producción de gases.
·
Neutralización de ácidos:
Además
de sus funciones en la digestión, la bilis, que tiene un pH ligeramente
superior a 7, neutraliza al quimo ácido del estómago y lo prepara para la
digestión intestinal.
·
Excreción:
La
bilis es un vehículo importante para la excreción de ácidos biliares y colesterol, aunque también elimina
numerosos fármacos, toxinas, pigmentos biliares y diversas sustancias inorgánicas como cobre, cinc y mercurio.
2.
JUGO PANCREÁTICO, Contiene enzimas que
atacan a todos los principales alimentos.
La
secreción pancreática es un líquido acuoso no viscoso, que tiene un contenido
de agua semejante al de la saliva y que
lleva cierta cantidad de proteínas y otros
compuestos orgánicos e inorgánicos, principalmente Na+, K+, HC03-y CI-, aunque Ca2+, Zn2+,
HPO42-
y SO42- están presentes en pequeñas cantidades. El
pH del jugo pancreático es claramente aIcalino, de 7.5 a 8.0 o mayor. Además en la secreción
pancreática se encuentran numerosas
enzimas; algunas de las cuales son secretadas en forma de cimógenos.
·
Las enzimas que tienen acción
proteolítica, son tres endopeptidasas: tripsina, quimotripsina y elastasa, que
atacan a las proteínas y polipéptidos para producir polipéptidos, péptidos o ambos. La carboxipeptidasa es
una exopeptidasa: ataca al
enlace peptídico carboxilo terminal, con liberación de aminoácidos simples.
·
Para
el caso de los azúcares, tenemos a la alfa-amilasa pancreática que ataca al
almidón y al glucógeno.
·
En el
caso de los lípidos está la lipasa que ataca el enlace éster primario de los
triacilglicéridos. Fosfolípidos y
fosfolipasa A2 también están presentes en la secreción pancreática. La fosfolipasa A2 y la colipasa son
secretadas en forma de cimógenos.
·
Ribonucleasas
y desoxirribonucleasas encargadas de la digestión de los acidos nucleicos.
3. JUGO INTESTINAL : secretado por las
glándulas de Brunner y de Liberkuhn contiene enzimas digestivas:
Estas incluyen: maltasa, disacaridasas y oligosacaridasas
específicas, para procesar a los azúcares; las aminopeptidasas y las
dipeptidasas que participan en la digestión de polipéptidos y dipeptidos.
Cuando el nivel de acidez cambia en el intestino, más enzimas son activadas
para romper la estructura molecular de los diversos nutrientes de manera que se
puedan absorber en los sistemas circulatorio y linfático.
Los nutrientes pasan a través de la pared del intestino
delgado, la cual contiene pequeñas estructuras parecidas a dedos llamadas vellosidades,
cada una de las cuales esta cubierta por estructuras aún más pequeñas,
parecidas a cabellos, llamadas microvellosidades.
La sangre que ha absorbido los nutrientes, es llevada a través de la vena porta hepática hasta el hígado, para
su filtración, remoción de toxinas y procesamiento
de los nutrientes.
Después que los alimentos han pasado a través del
intestino delgado, la comida entra en el intestino grueso. El intestino grueso
mide aproximadamente 1,5
metros de largo, con tres partes: el ciego,
en la unión con el intestino delgado, el colon
y el recto. El intestino grueso, absorbe agua
del bolus y almacena las heces hasta que estas puedan ser defecadas. Los
productos alimenticios que no pueden ir a través de las vellosidades, tales
como la celulosa (fibra dietaria), son mezclados con otros productos de desecho
del organismo y constituyen las heces.
Transporte hasta los
Tejidos
Una vez que los nutrientes llegan a la sangre,
toman diferentes rutas según el tipo de nutriente que sea y de acuerdo a
nuestras necesidades en ese momento. El Sistema Nervioso Central, utilizando un
complejo sistema a base de impulsos nerviosos y mensajeros químicos en el
torrente sanguíneo -las hormonas-, decide que es lo que se debe hacer con cada
uno de los nutrientes.
Entre los posibles destinos están: los
diversos tejidos para su utilización inmediata o reserva de uso rápido
-glucógeno muscular-, el hígado para su transformación en otros tipos de
nutrientes más necesarios, o el tejido adiposo para su acumulación en
forma de grasa como reserva energética a largo plazo o aislamiento térmico.
Absorción Celular
Este es el último paso del proceso y el fin de
este viaje. Los nutrientes que flotan en nuestro mar interior son absorbidos
por nuestras células, pasando a través de las membranas que las
recubren, y una vez en el interior son digeridas, transformadas y utilizadas en
función de las necesidades y del tipo de célula de que se trate. Este proceso
también esta controlado por el Sistema Nervioso Central, que a través de
diversas sustancias como la insulina, gestiona el uso que las
células hacen de estos nutrientes. Una vez en el interior de la célula, y
mediante la acción de los enzimas intracelulares,
los nutrientes se transforman en las sustancias propias del metabolismo
celular.
DIGESTION DE
CARBOHIDRATOS
Un adulto promedio consume cerca de media libra de
hidratos de carbono al día. Algunas de nuestras comidas más corrientes, como el
pan, las papas, los pasteles, los dulces, el arroz, los espaguetis, las frutas
y las verduras, contienen principalmente hidratos de carbono. Muchas de ellas
contienen al mismo tiempo almidón, que es digerible, y fibra, que no lo es.
Los
hidratos de carbono digeribles se descomponen en moléculas más sencillas por la
acción de las enzimas de la saliva, del jugo pancreático y de la mucosa
intestinal. El almidón se digiere en
dos etapas: primero, una enzima de la saliva y del jugo pancreático lo
descompone en moléculas de maltosa.
Luego,
la maltasa, una enzima de la mucosa
del intestino delgado, divide a la maltosa en moléculas de glucosa que pueden
absorberse en la sangre. La glucosa va por el torrente sanguíneo al hígado, en
donde se almacena o se utiliza como fuente de energía para las funciones del
cuerpo.
El azúcar común (sacarosa) es otro hidrato de carbono que se debe digerir para que
sea útil. Una enzima de la mucosa del intestino delgado llamada sacarasa digiere el azúcar común y lo
convierte en glucosa y fructosa, cada una de las cuales puede absorberse en el
intestino y pasar a la sangre.
La leche contiene lactosa, otro tipo de azúcar que se transforma en moléculas fáciles de absorber mediante la acción de una enzima llamada lactasa, que se encuentra en la mucosa intestinal.
Polisacáridos no digeribles: Nuestra dieta contiene grandes cantidades de fibras que se encuentran en las paredes celulares de los vegetales, formados por celulosa, hemicelulosa, pectinas, mucilagos, gomas y lignina. Todas estas excepto la lignina son carbohidratos complejos.
Si bien es cierto que estos carbohidratos no tienen ningún valor nutricional para el hombre, su ingesta es de gran beneficio. Las fibras mas insolubles como la celulosa y las lignina ayudan a la función del colon, ya que retienen agua durante el paso de los alimentos por el intestino, produciéndose heces mas voluminosas y blandas que estimulan el peristaltismo y favorecen el reflejo de la defecación, esto ayuda a prevenir algunas enfermedades intestinales como el estreñimiento, la apendicitis, cáncer de colon, etc.
Las
fibras solubles como las gomas y pectinas reducen el colesterol sanguíneo,
posiblemente por fijación del colesterol de los alimentos, lo que se relaciona
con una menor frecuencia de enfermedades cardiovasculares y de litiasis
(cálculos de las vías biliares). Además
las fibras solubles hacen más lento el vaciamiento gástrico lo que retarda y
atenúa la elevación postpandrial (después de comer) de la glucosa sanguínea con
la reducción consecuente de la secreción de insulina. Este efecto es benéfico para los diabéticos
debido a que disminuye la caída de rebote de la glucosa sanguínea.
La fibra vegetal puede ser degradada por las bacterias intestinales. Los productos de esta digestión bacteriana y fermentación incluyen: ácidos orgánicos como el propiónico y el butírico, gases como el CO2, metano e hidrógeno y otras sustancias volátiles.
DIGESTION
BUCAL DE CARBOHIDRATOS
Cuando
los alimentos se mezclan con la saliva, se ponen en contacto con la enzima alfa-amilasa salival o ptialina, que
posee las siguientes propiedades:
§
Hidroliza
enlaces alfa 1-4 glucosídicos alternos en la molécula de almidón pero nos
enlaces alfa 1-6.
§
Su
pH óptimo es de 6.6 a
6.8 y se inactiva a pH 4 o menos
§
Es
activada por la presencia del ión Ca+2
§
Necesita
del ión Cl- para actuar.
Por
la acción de ésta enzima la molécula de almidón puede degradarse hasta el
disacárido maltosa y otros polímeros pequeños que contienen de 3 a 9 unidades de glucosa,
entre estos tenemos al trisacárido maltotriosa y las dextrinas límites que son
fragmentos ramificados de la molécula de almidón.
Como
el alimento se conserva en la boca solo un breve tiempo, probablemente se
hidrolizan no más del 3 al 5% de todos los almidones ingeridos
DIGESTION
EN EL ESTOMAGO DE LOS CARBOHIDRATOS
No
se conoce la existencia de enzimas amilolíticas en el jugo gástrico, sin
embargo, la acción de la amilasa salival continúa en el estómago antes que el
alimento se haya mezclado por completo con las secreciones gástricas, logrando
hidrolizar de un 30 a
40% de los almidones.
DIGESTION
EN EL INTESTINO DE LOS CARBOHIDRATOS
La
mayor parte de la digestión del almidón y glucógeno tiene lugar en el intestino
delgado y la enzima más importante en este proceso es la alfa-amilasa pancreática.
Esta enzima es indistinguible de la alfa amilasa salival y tiene
idénticas propiedades. La actividad de
esta enzima se inicia al final del duodeno, tiende a hacerse máxima en el
yeyuno y continúa en el principio del íleon.
Su pH óptimo es de 7.1.
Por
su acción los almidones se convierten en su totalidad en maltosa, maltotriosa y
alfa dextrinas límites y pequeñas cantidades de glucosa libre. Sin embargo, la hidrólisis completa hasta
monosacáridos no se produce en el conducto intestinal, sino en el borde
filamentoso del epitelio de la mucosa intestinal por acción de las enzimas
disacaridasas y oligosacaridasas.
Clasificación de las
Disacaridasas y Oligosacaridasas
Alfa-específicas
: Maltasas I y II
Sacarasas III y IV
Isomaltasas V
Beta-específicas : Lactasa
Estas
enzimas son glicoproteínas de elevado peso molecular, su pH óptimo está entre
5.4 y 7.0. su función es hidrolizar a
disacáridos, trisacáridos y oligosacáridos hasta sus monosacáridos
correspondientes.
Maltasas I y II (glucosidasas) :
catalizan
la hidrólisis de enlaces alfa (1-4), iniciando su acción por el extremo no
reductor, dando lugar a la liberación de moléculas de glucosa. Su acción la ejerce solamente sobnre los
oligosacáridos lineales, principalmente maltosa y maltotriosa.
Isomaltasa:
Hidroliza
enlaces glucosídicos alfa (1-6), actuando también sobre los alfa (1-4), dando
como resultado glucosa.
Lactasa
(beta-galactosidasa)
Hidroliza
enlaces beta (1-4) de la lactosa dando como resultado glucosa y galactosa.
ABSORCION Y DESTINO DE LOS CARBOHIDRATOS
Los monosacáridos atraviesan
la mucosa intestinal a nivel de yeyuno utilizando diferentes mecanismos para su
absorción, de éstos el más importante es el TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO, es el
que utiliza la glucosa que es el monosacárido obtenido en mayor cantidad en el
proceso de digestión. Otros
monosacáridos como la fructosa y la manosa utilizan para su absorción el
mecanismo de Difusión Facilitada.
El
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO, (CO-TRANSPORTE SODICO DE GLUCOSA) : es un
mecanismo utilizado por la glucosa y la galactosa, ya que son los dos únicos
monosacáridos que presentan las configuraciones moleculares necesarias para el
transporte activo que son:
§
Un
anillo de Piranosa
§
El
OH en el carbono No.2 hacia abajo
§
Un
grupo metilo o metilo sustituido en el carbono No.5
Se
sabe que el transportador (proteico) tiene en su cara exterior dos sitios
receptores: Uno para el monosacárido
y Otro para el ión sodio.
La
concentración de sodio es muy elevada en la luz intestinal y baja en el
interior de las células, por tanto, los iones sodio debido a su gradiente de
concentración favorable, están siempre intentando desplazarse hacia el
interior, con lo que ejercen una tensión continua en la proteína para que los
deje pasar al interior. Sin embargo, la
proteína portadora no cambiará de configuración y permitir que el sodio pase a
menos que fije simultáneamente una molécula de glucosa o de galactosa.
Una vez unidos la glucosa y el
sodio en sus sitios receptores, ocurre el cambio de configuración,
transportándolos hacia el interior de la célula. Este sistema funciona acoplado a la bomba
Na+-K+ATPasa.
TRANSPORTE DE GLUCOSA
A TRAVES DEL EPITELIO
El orden decreciente de la velocidad de absorción es
galactosa> glucosas > fructosa > manosa > xilosa >
arabinosa. Una vez absorbidos los
carbohidratos, se transportan a través de la sangre portal hacia el hígado y de
ahí a la circulación general, distribuyéndose en los diferentes tejidos para
ser utilizados como energía, una parte es captada por el hígado y almacenada en
forma de glucógeno
DIGESTION DE LIPIDOS
Aproximadamente
el 90% de los lípidos de la dieta son triacilglicéridos y el resto está
constituido por ésteres del colesterol, esteroles vegetales, diversos
fosfolípidos y en menor proporción otros lípidos.
La mayoría de los triacilglicéridos de la dieta contienen ácidos grasos de cadena larga, saturados o insaturados, los que contienen ácidos grasos de cadena media se encuentran en los aceites vegetales y constituyen un porcentaje relativamente pequeño. Los que contienen ácidos grasos de cadena corta presentan escaso significado nutricional para el adulto, no así para los lactantes, ya que abundan en la grase de la leche materna.
Las moléculas de grasas son una importante fuente de energía para el cuerpo. El primer paso en la digestión de una grasa como la mantequilla es disolverla en el contenido acuoso del intestino.
Los ácidos biliares producidos
por el hígado actúan como detergentes naturales que disuelven las grasas en
agua y permiten que las enzimas descompongan sus grandes moléculas en moléculas
más pequeñas, algunas de las cuales son los ácidos grasos y el colesterol. Los
ácidos biliares se unen a los ácidos grasos y al colesterol y les ayudan a
pasar al interior de las células de la mucosa. En ellas, las moléculas pequeñas
vuelven a formar moléculas grandes, la mayoría de las cuales pasan a los vasos
linfáticos cercanos al intestino. Estos vasos llevan las grasas modificadas a
las venas del tórax y la sangre las transporta hacia los lugares de depósito en
distintas partes del cuerpo.
DIGESTION
EN LA BOCA DE
En general, los lípidos no experimentan alteraciones
moleculares importantes en la boca.
La lipasa lingual, secretada por las glándulas de
Ebner de la superficie dorsal de la lengua.
Esta enzima es una glicoproteína hidrofóbica (escasamente soluble en
agua). Se inhibe por las sales biliares
y muestra pH óptimo de 4.0 a
4.5. Sin embargo, se mantiene activa en
un rango amplio de pH de 2.0 a
7.5.
Esta enzima es más activa con los triglicéridos de
ácidos grasos de cadena corta esterificados en posición alfa o alfa prima,
teniendo mayor afinidad por la posición alfa prima. No hidroliza los enlaces en posición beta, ni
los enlaces éster de fosfoglicéridos ni del colesterol. La digestión bucal no tiene mayor importancia
fisiológica. Los productos finales
obtenidos son ácidos grasos y alfa-beta diacilglicéridos.
DIGESTION GASTRICA DE LIPIDOS
El calor del estómago y los movimientos
peristálticos son importantes para la licuefacción de los lípidos, lográndose
una emulsión grosera que facilita el ataque enzimático.
En el jugo gástrico se ha encontrado una lipasa
capaz de hidrolizar triacilgliceridos con ácidos grasos de cadena corta y
mediana esterificados en posición alfa o alfa prima, pero su acción es óptima a
un pH próximo al neutro, por lo que es prácticamente inactiva en el estómago.
Sin embargo, por el tiempo de retención del alimento en el estómago, la acción de esta enzima sumada a la de la lipasa lingual que no se inactiva al pH gástrico logran digerir aproximadamente un 30% de los triacilglicéridos de cadena corta y mediana.
DIGESTION INTESTINAL DE LIPIDOS
La presencia de las primeras partículas de alimento
en el duodeno, desencadenan la secreción de las hormonas secretina y
colecistoquinina por la mucosa intestinal.
La secretina estimula el flujo del jugo pancreático y la
colecistoquinina estimula la producción de enzimas pancreáticas y la secreción
de la bilis.
El jugo pancreático contiene cuatro enzimas
relacionadas con el proceso digestivo de los lípidos :
§ Una
colipasa
§ Lipasa
pancreática
§ Fofolipasa
A2 y
§ Colesterol
esterasa
|
LIPASA PANCREATICA
|
COLIPASA
|
FOSFOLIPASA A2
|
COLESTEROL
ESTERASA
|
|
Es la más importante
Es activada por sales biliares,
fosfolípidos.
Tiene un pH óptimo de aprox. 8.0.
Tiene mayor afinidad por los enlaces en
posición alfa.
Se obtienen productos finales como una
mezcla de alfa,beta diglicéridos, beta monoacilglicéridos, glicerol y ácidos
grasos libres.
|
Requiere para su activaciónla hidrólisis
triptica de enlaces peptídicos específicos.
Su función es la de favorecer la acción de
la lipasa en el intestino.
|
Se secreta en forma de precursor inactivo.
Al llegar al duodeno es activada por la
tripsina.
Tiene requerimiento absoluto de iones
Ca+2.
Cataliza la hidrólisis de ácidos grasos
esterificados.
|
Se secreta en su forma monomérica
inactiva, pero en presencia de sales biliare se polimeriza a su forma
dimérica activándose.
Tiene un pH óptimo de
Actúa sobre los ésteres del colesterol,
vitaminas liposolubles y glicéridos con ácidos grasos de cadena larga. Los productos finales de su acción son
colesterol libre y ácidos grasos.
|
ABSORCION Y DESTINO DE LOS LIPIDOS
La hidrólisis completa de los lípidos de la dieta, no es un requisito indispensable para su absorción. Normalmente se absorben más del 98%.
El glicerol y los ácidos grasos de cadena corta, son
solubles en agua, por lo que viajan fácilmente a través del líquido intestinal
hacia las vellocidades intestinales, donde son absorbidos por simple difusión,
sin ser esterificados pasando a la vena porta.
Las micelas favorecen que los productos de
fraccionamiento de los lípidos se difundan por la superficie del epitelio
intestinal. Y la absorción de las sustancias ligadas a las micelas se debe a
que se difunden por la capa acuosa, proceso que va seguido de su captación por
parte de la membrana plasmática. Los ácidos grasos libres y los monoglicéridos
pasan a través de los microvilli de la membrana por un proceso pasivo, el
glicerol necesita un mecanismo transportador.
Una proteína de bajo peso molecular, presente en el citoplasma de las células
de la mucosa, proteína ligadora de ácidos grasos (FABP), transporta ácidos
grasos de cadena larga al retículo endoplásmico liso en donde se resintetizan
en triglicéridos. También, parte del colesterol es reesterificado por
acil-CoA-colesterol aciltransferasa (ACAT) o por la colesterol esterasa de la
mucosa. Los triglicéridos reesterificados se incorporan a las lipoproteínas
junto con los fosfolipidos, colesterol, ésteres de colesterol y apoproteína B.
Los quilomicrones migran al aparato de Golgi en donde pueden unirse
glicoproteínas. Otros ácidos grasos, con diez o menos átomos de carbono, se
transportan sin esterificar y pasan al sistema porta, unidos, generalmente a
albúmina.
DIGESTION DE
PROTEINAS
Los alimentos como carne, huevos y
frijoles están formados por moléculas enormes de proteínas que deben ser
digeridas por enzimas antes de que se puedan utilizar para fabricar y reparar
los tejidos del cuerpo. Una enzima del jugo gástrico comienza la digestión de
las proteínas que comemos. El proceso termina en el intestino delgado. Allí,
varias enzimas del jugo pancreático y de la mucosa intestinal descomponen las
enormes moléculas en unas mucho más pequeñas, llamadas aminoácidos. Estos
pueden absorberse en el intestino delgado y pasar a la sangre, que los lleva a
todas partes del cuerpo para fabricar las paredes celulares y otros componentes
de las células.
La
cocción previa de los alimentos favorece el proceso digestivo de las proteínas
por su acción desnaturalizante.
Las enzimas proteolíticas se secretan en forma de proenzimas o zimógenos, activándose en la luz del tracto gastrointestinal para ejercer su acción catalítica.
La
pepsina puede digerir prácticamente todas las proteínas de la alimentación,
pero tiene mayor afinidad por los enlaces donde participan aminoácidos
aromáticos y dicarboxílicos. Además es
la única enzima proteolítica capaz de hidrolizar al colágeno, lo cual es
requerido para digerir las proteínas de las carnes.
En los lactantes existe un enzima que participa en la coagulación de la leche, para impedir su rápido tránsito por el estómago llamada renina. Esta actúa sobre la caseína (proteína de la leche) y en presencia de calcio forma el paracaseinato de calcio (coagulo), sobre el cual actúa la pepsina.
El jugo pancreático contiene varias proenzimas como son el tripsinógeno, quimotripsinógeno y proelastasa. (ver cuadro).
La pepsina es una enzima clave que inicia el proceso de hidrólisis proteica. Las células de la mucosa segregan pepsinógeno, y el HCl del estómago estimula la conversión de pepsinógeno en pepsina. Esta enzima desdobla proteínas y péptidos, en sitios específicos de la unión peptídica, como el grupo carboxilo de algunos aminoácidos, fenilalanina, triptófano y tirosina, y quizás, leucina y otros aminoácidos acídicos.
Cuando la proteína, parcialmente fraccionada, pasa al intestino delgado, las
enzimas pancreáticas tripsina,
quimotripsina y carboxipeptidasas A y B son las responsables de
continuar su digestión.
Tripsinógeno, quimotripsinógeno y procarboxipeptidasas A
y B son las formas zimógeno de tripsina, quimotripsina y carboxipeptidasas A y
B, respectivamente. Células de la mucosa intestinal segregan la enzima
enteroquinasa, que desdoblará un hexapéptido del tripsinógeno para formar
tripsina activa. Una vez formada, la tripsina puede también realizar una
división hexapéptidica del tripsinógeno, proporcionando más tripsina. Esta
enzima, a su vez, convierte otras formas inactivas de enzimas pancreáticas en
sus formas activas. La tripsina actúa sobre las uniones de péptidos que afectan
los grupos carboxilo de arginina y lisina. Es también una endopeptidasa puesto
que escinde péptidos en el interior de la cadena proteica.
Quimotripsinógeno es una endopetidasa. Carboxipeptidasas
A y B son consideradas exopeptidasas en cuanto que escinden aminoácidos del
carboxilo final de polipéptidos. Las aminopeptidasas, que son consideradas unas
exopeptidasas, escinden los péptidos en aminoácidos y oligopéptidos.
La hidrólisis final de los péptidos producidos por las enzimas pancreáticas
tiene lugar en la superficie de las membranas de los microvilli de las células
de la mucosa intestinal. Y en resumen, el resultado final de la digestión
luminal de las proteinas en el intestino delgado es la obtención de fragmentos
de oligopéptidos, dipéptidos y aminoácidos.
La absorción de la proteína es principalmente en forma de
aminoácidos individuales, y en la parte del íleon del intestino delgado. Se
realiza por un mecanismo que utiliza transportadores dependientes de energía,
los cuales se encuentran en la membrana de los microvilli.
Los humanos pueden absorber, también, dipéptidos, tripéptidos y tetrapéptidos,
y este mecanismo puede ser más rápido que el utilizado individualmente por cada
uno de los aminoácidos. Además, se han detectado, tetrapéptidasas en el borde
en cepillo de la membrana de los microvilli, las cuales hidrolizan
tetrapéptidos en tripéptidos y aminoácidos libres, y también, tripeptidasas y
dipeptidasas en la membrana y en el citoplasma de las células de la mucosa
intestinal.
En fracciones de citosol de células de la mucosa intestinal se han aislado
dipeptidasas y aminopeptidasas, lo que sugiere que la parte final de la
hidrolisis de los péptidos puede tener lugar en el interior de las células.
La tripsina es específica para enlaces peptídicos de aminoácidos básicos y la quimotripsina para los
enlaces peptídicos contenidos en residuos aminoacídicos sin carga, como los aminoácidos
aromáticos. La elastasa, pese a su nombre, tiene una especificidad más bien
amplia para atacar enlaces próximos a residuos aminoacídicos pequeños, como la
glicina, alanina y serina. Las tres enzimas son secretadas como cimógenos.
La activación del tripsinógeno se produce por otra enzima proteolítica, la
enterocinasa, secretada por la mucosa intestinal. Ésta hidroliza un enlace
peptídico de lisina en el cimógeno, liberando un polipéptido pequeño, que
permite a la molécula desdoblarse en tripsina activa. Una vez que se forma la
tripsina, atacará no sólo más moléculas de tripsinógeno sino también otros
cimógenos en la secreción pancreática, entre ellos el quimotripsinógeno, la
proelastasa y la procarboxipeptidasa, liberando quimotripsina, elastasa y
carboxipeptidasa, respectivamente.
¿Cómo se regula la digestión?
Reguladores
hormonales
Una característica fascinante del aparato digestivo es que contiene sus
propios reguladores. Las principales hormonas que controlan las funciones del
aparato digestivo se producen y liberan a partir de células de la mucosa del
estómago y del intestino delgado. Estas hormonas pasan a la sangre que riega el
aparato digestivo, van hasta el corazón, circulan por las arterias y regresan al aparato digestivo,
en donde estimulan la producción de los jugos digestivos y provocan el
movimiento de los órganos.
Las hormonas que controlan la digestión son la gastrina, la secretina y la colecistocinina.
- La gastrina hace que el estómago
produzca ácido clorhidrico que disuelve y digiere algunos alimentos. Es
necesaria también para el crecimiento normal de la mucosa del estómago, el
intestino delgado y el colon. Está en el estómago y estimula las glándulas
gástricas para secretar pepsinógeno (una forma inactiva de pepsina) y
ácido clorhídrico. La secreción de gastrina es estimulada por la llegada
de la comida al estómago. La secreción es inhibida por el pH bajo.
- La secretina hace que el páncreas
secrete un jugo digestivo rico en bicarbonato. Estimula al estómago para
que produzca pepsina, una enzima que digiere las
proteínas, y al hígado para que produzca bilis.
- La Colecistoquinina
hace que el páncreas crezca y produzca las enzimas del jugo pancreático,
y hace que la vesícula biliar
se vacíe. Esta en el duodeno y esta hormona es secretada en respuesta a la
grasa del quimo.
- Peptido Inhibitorio Gástrico (GIP): está
en el duodeno y disminuye la agitación en el estómago para enlentecer el
vaciamineto gástrico. Otra función es la inducción de la secreción de
insulina.
Reguladores
nerviosos
Dos
clases de nervios ayudan a controlar el trabajo del aparato digestivo. Los
nervios extrínsecos (de afuera) llegan a los órganos digestivos desde el
cerebro o desde la médula espinal y provocan la liberación de dos sustancias
químicas: la acetilcolina y la adrenalina. La acetilcolina hace que los
músculos de los órganos digestivos se contraigan con más fuerza y empujen mejor
los alimentos y líquidos a través del tracto digestivo. También hace que el
estómago y el páncreas produzcan más jugos. La adrenalina relaja el músculo del
estómago y de los intestinos y disminuye el flujo de sangre que llega a estos
órganos.
Los
nervios intrínsecos (de adentro), que forman una red densa incrustada en las
paredes del esófago, el estómago, el intestino delgado y el colon, son aún más
importantes. La acción de estos nervios se desencadena cuando las paredes de
los órganos huecos se estiran con la presencia de los alimentos. Liberan muchas
sustancias diferentes que aceleran o retrasan el movimiento de los alimentos y
la producción de jugos en los órganos digestivos.
Posibles trastornos del
aparato digestivo
Casi todas las personas tienen un problema
digestivo en algún momento de su vida. Algunos trastornos, como la indigestión
o la diarrea leve, son comunes; resultan en malestar leve y mejoran por sí
mismas o son fáciles de tratar. Otros, como la enfermedad intestinal
inflamatoria, pueden durar mucho tiempo o ser muy problemáticas. El
gastroenterólogo es el médico que se especializa en el aparato digestivo.
Por
ejemplo>la esteatorrea es una
manifestación indirecta de la maladigestión de las grasas en pancreatitis
crónica.
Trastornos del páncreas, hígado
y vesícula biliar
Los trastornos que afectan al páncreas, hígado y
vesícula biliar, suelen afectar la capacidad de estos órganos para producir
enzimas y otras sustancias que ayudan a la digestión. Algunos ejemplos son:
·
La fibrosis quística es una enfermedad
crónica, hereditaria, en la que la producción de moco anormalmente espeso
bloquea los conductos o pasajes en el páncreas e impide que sus jugos
digestivos ingresen a los intestinos, dificultando para una persona con esta
enfermedad, la digestión correcta de proteínas y grasas. Esto hace que
nutrientes importantes salgan del organismo sin ser aprovechados. Para ayudar a
manejar estos problemas digestivos, las personas con fibrosis quística pueden
tomar enzimas digestivas y suplementos nutricionales.
·
·
La hepatitis es una infección viral en la
que el hígado de una persona se inflama y puede perder su capacidad funcional.
Algunos tipos de hepatitis viral son muy contagiosos. Los casos leves de
hepatitis A pueden ser tratados en el hogar; sin embargo, los casos graves que
incluyan daño al hígado podrían requerir hospitalización.
·
·
La vesícula biliar puede desarrollar cálculos e
inflamarse, una enfermedad denominada colecistitis. Si bien los
trastornos de la vesícula biliar son poco frecuente en niños y adolescentes,
pueden ocurrir cuando el niño o adolescente tiene anemia de células falciformes
(o anemia drepanocítica) o en niños que están siendo tratados con ciertos
medicamentos durante períodos prolongados.
Las clases y cantidades de alimentos que una
persona come y la manera en que el aparato digestivo procesa dichos alimentos
juegan roles fundamentales en el mantenimiento de la buena salud. La ingestión
de una dieta sana es la mejor manera de prevenir los trastornos digestivos más
comunes.
Otros Trastornos
Pueden ser
infecciones gastrointestinales, apendicitis, gastritis, ulceras pépticas, etc.
SEMINARIO DE BIOQUIMICA
TEMA : DIGESTION Y ABSORCION DE
NUTRIENTES
PROPOSITO DE APRENDIZAJE:
Que los estudiantes analicen la
importancia de los procesos enzimáticos que experimentan los Nutrientes en las
diferentes partes del aparato digestivo.
METODOLOGIA DE TRABAJO:
Cada sub-grupo reunido en el local: día y hora
señalados con el profesor asignado recibirá en los primeros 10 minutos
explicaciones generales y los objetivos a alcanzar en la actividad. En los 40 minutos siguientes desarrollaran el
contenido del Seminario y en los últimos 10 minutos se realizara una prueba
corta sobre el tema.
PREGUNTAS A EVALUAR:
Discutir los siguientes aspectos:
1. En qué consiste
el proceso de digestión?
2. Describa el
proceso de digestión y absorción de los carbohidratos, proteínas y lípidos,
tanto a nivel de la boca, estómago e intestino Indicando :
Ø Enzimas más importantes
Ø Los productos finales de estos procesos en cada caso.
3.- Mencione
algunas patologías relacionadas con defectos en la digestión y absorción de
estos nutrientes.
BIBLIOGRAFIA:
1.- JM.
González de Buitrago. Bioquímica Clínica. Madrid, ed Mc.Graw-Hill
Interamericana,
1993.
2.- R.
Montgomey. Bioquímica. Casos y Textos Madrid, Ed Harcourt Brace, 1999.
3.- Murray
Robert Ket al Bioquímica de Harper 15, 16, 17 va. Edición Editorial El Manual Moderno México 2001.
León, Febrero 2009
RESUMEN DE LOS PROCESOS
DIGESTIVOS
Digestión
de carbohidratos
El sistema digestivo, comienza durante el proceso de
degradación de los polisacáridos en la boca a través de la introducción de la
amilasa, una enzima digestiva en la saliva. El alto contenido ácido del
estómago, inhibe la actividad de la enzima, por lo que la digestión de los
carbohidratos se suspende en el estómago. Al irse vaciando en el intestino
delgado, el potencial de hidrógeno (pH) cambia dramáticamente desde un ácido
fuerte hasta un contenido alcalino.
El páncreas secreta bicarbonato para neutralizar el ácido
proveniente del estómago y el mucus secretado en el tejido recubriendo el
intestino, es alcalino, lo cual promueve la actividad digestiva de las enzimas.
La amilasa esta presente en el intestino
delgado y trabaja con otras enzimas para completar la degradación de los
carbohidratos hasta monosacáridos los cuales son absorbidos hacia los capilares
alrededor de las vellosidades.
Los nutrientes en la sangre, son transportados hasta el hígado vía el circuito porta hepático, donde la digestión final de los carbohidratos es llevada a cabo. El hígado, llevada a cabo la digestión de los carbohidratos en respuesta a las hormonas insulina y glucagon. A medida que los niveles de azúcar en la sangre se elevan después de la digestión de una comida, el páncreas secreta insulina, haciendo que el hígado transforme la glucosa en glucógeno, el cual es almacenado en el hígado, tejido adiposo y músculo, previniendo la hiperglucemia. Unas pocas horas después de la comida, la glucosa sanguínea caerá debido a la actividad muscular, entonces el pancreas secretará glucagón el cual ocasiona que el glucógeno sea convertido en glucosa para prevenir la hipoglucemia.
Nota: nombres terminados en el sufijo osa, usualmente indican un azúcar, tal como la lactosa. Los nombres de las enzimas usualmente se inician con el del sustrato que degradan. Por ejemplo: la maltosa, un disacárido, es degradado por la enzima maltasa (por el proceso de hidrólisis), resultando en dos moléculas de glucosa, un monosacárido.
Digestión
de grasas
La presencia de grasas en el intestino delgado, produce hormonas las cuales estimulan la liberación
de lipasa por el pancreas y bilis de la vesícula biliar. La lipasa, degrada la
grasa en monoglicéridos
y ácidos grasos. La bilis emulsifica los ácidos
grasos de manera que puedan ser fácilmente absorbidos. Los ácidos grasos de
cadena corta y mediana, son absorbidos directamente dentro de la sangre vía los
capilares del intestino delgado y viajan a través de la vena porta tal como lo
hacen otros nutrientes. Sin embargo, los ácidos grasos de cadena larga, son
demasiado largos para ser liberados directamente dentro de los pequeños
capilares intestinales. En vez de esto, ellos son absorbidos dentro de las
paredes de las vellosidades del intestino y reemsamblados otra vez como
triacilglicéridos. Los triacilglicéridos son recubiertos con colesterol y proteínas dentro de un componente llamado
quilomicron. Dentro de la vellosidad, el quilomicron entra a los capilares
linfáticos, los cuales se fusionan en un vaso linfático mayor. Son
transportados vía el sistema linfático y el conducto torácico hasta una
localización cerca del corazón (donde las arterias y las venas son más
grandes). El conducto torácico vacía los quilomicrones en el torrente sanguíneo
vía la vena subclavia izquierda. En este punto, los quilomicrones pueden
transportar los triacilglicéridos hasta donde los necesiten.
Reguladores
hormonales
Una característica fascinante del aparato digestivo es que contiene sus
propios reguladores. Las principales hormonas que controlan las funciones del
aparato digestivo se producen y liberan a partir de células de la mucosa del
estómago y del intestino delgado. Estas hormonas pasan a la sangre que riega el
aparato digestivo, van hasta el corazón, circulan por las arterias y regresan al aparato digestivo,
en donde estimulan la producción de los jugos digestivos y provocan el
movimiento de los órganos.
Las hormonas que controlan la digestión son la gastrina, la secretina y la colecistocinina.
- La gastrina hace que el estómago
produzca ácido clorhidrico que disuelve y digiere algunos alimentos. Es
necesaria también para el crecimiento normal de la mucosa del estómago, el
intestino delgado y el colon. Está en el estómago y estimula las glándulas
gástricas para secretar pepsinógeno (una forma inactiva de pepsina) y
ácido clorhídrico. La secreción de gastrina es estimulada por la llegada
de la comida al estómago. La secreción es inhibida por el pH bajo.
- La secretina hace que el páncreas
secrete un jugo digestivo rico en bicarbonato. Estimula al estómago para
que produzca pepsina, una enzima que digiere las
proteínas, y al hígado para que produzca bilis.
- La Colecistoquinina
hace que el páncreas crezca y produzca las enzimas del jugo pancreático,
y hace que la vesícula biliar
se vacíe. Esta en el duodeno y esta hormona es secretada en respuesta a la
grasa del quimo.
- Peptido Inhibitorio Gástrico (GIP): está
en el duodeno y disminuye la agitación en el estómago para enlentecer el
vaciamineto gástrico. Otra función es la inducción de la secreción de
insulina.
Significancia
del pH en la digestión
La digestión es un proceso complejo, el cual es
controlado por diversos factores. El pH juega un papel crucial en el
funcionamiento normal del tracto digestivo. En la boca, faringe y esófago, el
pH es típicamente, de 6-8, ácido muy débil. La saliva controla el pH en esta
región, del tracto digestivo. La amilasa salival, esta contenida en la saliva e
inicia la degradación de los carbohidratos hasta monosacáridos. La mayoría de
las enzimas digestivas son sensibles al pH y no funcionarán en un ambiente con
bajo pH, como el del estómago. El pH bajo (por debajo de 5), indica un ácido
fuerte, mientras que un pH alto (mayor que 8), indica una base fuerte; sin
embargo, la concentración del ácido y la base,
también juegan un papel.
El pH en el estómago es muy ácido e inhibe la degradación
de los carbohidratos mientras están allí. El contenido ácido fuerte del estómago,
provee dos beneficios, ambos ayudando a la degradación de las proteínas, para
una degradación adicional en el intestino delgado, así como, proporcionando
inmunidad no específica, retardando o eliminando varios patógenos.
En el intestino delgado, el duodeno provee el balance
cítrico del pH para activar las enzimas digestivas.
El hígado secreta bilis en el duodeno para neutralizar
las condiciones acídicas del estómago. También el conducto pancreático, se
vacía en el duodeno, agregando bicarbonato para neutralizar el quimo ácido,
creando un ambiente neutro. El tejido mucosal del intestino delgado, es
alcalino, creando un pH de aproximadamente 8,5 permitiendo de esta manera la
absorción en un ambiente alcalino suave.
La saliva es una solución ligeramente
ácida de sales y sustancias orgánicas (pH 6.75 a 7.00, que puede
variar), secretadas por una serie de glándulas que son: extrínsecas e
intrínsecas. Las extrinsecas están constituidas por tres pares: parótidas,
submaxilares y sublinguales. Están localizadas fuera de la cavidad bucal y en
ella que vierten sus secreciones.Las intrínsecas se conocen también como
glándulas bucales y están repartidas por la mucosa bucal.
En las glándulas salivares se
encuentran dos tipos principales de células secretorias. Serosas que producen
una secreción acuosa que contiene ptialina, enzima digestiva de tipo
alfa-amilasa, que degrada el almidón, dando lugar a maltosa, maltotriosa y
alfa-dextrinas límites. y mucosas que secretan moco proporcionando viscosidad a
la saliva y que facilita la deglución. Además la saliva segrega lipasa lingual
por las glándulas sublinguales, enzima que hidroliza ciertas uniones de
triglicéridos y es de importancia especial en lactantes y niños pequeños. Otra
enzima salivar, denominada kalicreina, no posee propiedades catabólicas pero
apoya al proceso digestivo convirtiendo una proteína plasmática en
bradiquinina, que aumenta el flujo de las glándulas salivares.
La saliva contiene 97 - 99.5% de agua y por tanto es hipo-osmótica. Su
osmolaridad depende de los estímulos para la secreción de saliva y de la
glándula correspondiente. Por ejemplo, la glándula parotídea proporciona mayor
viscosidad que la sublingual. El componente inorgánico de la saliva incluye
sodio, potasio, cloro, bicarbonato, calcio, magnesio y fósforo. La
concentración de potasio es mayor que la del plasma, y por el contrario las de
sodio, cloro, y bicarbonato son inferiores a las del plasma.
Los reflejos para la producción de saliva son de dos tipos: a) No condicionado
(innato). El alimento estimula las terminaciones nerviosas de la boca. Los
impulsos nerviosos aferentes que llegan por los nervioos gustativos, controlan
el centro salivar del bulbo raquídeo. Los impulsos nerviosos eferentes de los nervios
secretomotores del sistema nervioso autónomo provocan en las glándulas la
secreción de saliva. b) Condicionado (aprendido).La visión de los alimentos se
asocia a su sabor. Los impulsos aferentes al centro de la vista y los aferentes
al centro salivar, establecen unas vías de asociación entre diversos centros
del cerebro. Finalmente, la simple visión de los alimentos desencadena la
secreción salivar.
Nervios parasimpáticos, secretomotores, liberan acetilcolina, que incrementa la
secreción de saliva, y polipétido intestinal vasoactivo (VIP), que dilata los
vasos sanguíneos de las glándulas salivares.
Existe una serie de hechos comunes para todas las glándulas secretoras de
electrolitos en el tracto gastrointestinal, de los que las glándulas salivares
y el páncreas son buenos ejemplos. En las glándulas salivares las secreciones
se producen en dos estadíos son: Primero (líquido), se segrega en los ácinos
por una combinación de mecanismos: transporte activo de iones y filtración
plasmática. Segundo (líquido), las células de los ductos modifican el primer
líquido por medio de una raeabsorción activa de Na+ and HCO3-.
Aparte de su función digestiva, la saliva también contiene anticuerpos IgA
antibodies y lisozima, que intervienen en los mecanismos anti infecciosos de la
cavidad bucal.
SISTEMA
DIGESTIVO || SECRECIÓN GÁSTRICA
El estómago prepara el alimento para su paso al intestino
delgado y por ello proporciona una ambiente ácido, segrega una enzima
proteolítica y unas sustancias que facilitan la absorción de vitamina B12.
SISTEMA
DIGESTIVO || SECRECIÓN BILIAR
La principal función de la vesícula
biliar es la de concentrar, almacenar y excretar la bilis. Durante el proceso
de concentración, se reabsorben agua y electrolitos por la mucosa de la
vesícula. Los principales constituyentes de la bilis son colesterol,
bilirrubina, y sales biliares.
La bilis contiene también inmunoglobulinas que protegen la integridad de la
mucosa intestinal. Además, la bilis es el la principal vía excretora de los
minerales cobre y manganeso.
Durante el proceso de la digestión, el alimento llega al duodeno, provocando la
liberación de colecistoquinina, una hormona intestinal, que estimula a la
vesícula biliar a contraerse y a relajar el esfinter de Odd, permitiendo que la
bilis fluya al conducto biliar.
SISTEMA
DIGESTIVO || FUNCIÓN HEPÁTICA
Se admite que
tiene más de 500 funciones, siendo las principales: producción de bilis,
secreción de glucosa, proteínas, vitaminas y grasas, procesamiento de la
hemoglobina y conversión del amoníaco en urea. Ocupa el lugar central en la
regulación de la mayoria de los productos finales de la digestión, que son
absorbidos a través de la mucosa intestinal y transportados posteriormente por
la circulación portal. Además de sustratos dietéticos, el hígado recibe
diversas sustancias endógenas, como ácidos grasos libres y aminoácidos,
derivados de otros tejidos y procesos metabólicos.
El hígado desempeña un papel básico en el metabolismo de los carbohidratos.
Galactosa y fructosa, productos de la digestión de los carbohidratos, se
convierten en glucosa en el hepatocito. El hígado almacena glucosa en forma de
glucógeno (glucogénesis) y la devuelve de nuevo a la sangre cuando los niveles
de glucosa son bajos (glucogenolisis). El hígado produce también nueva glucosa
(gluconeogénesis) a partir de precursores tales como ácido láctico, aminoácidos
glucogénicos e intermediarios del ciclo del ácido tricarboxílico.
Tambien en el hígado tienen lugar importantes procesos del metabólismo proteico,
la transaminación y la deaminación oxidativa son dos de ellos. Convierten
aminoácidos en sustratos que se utilizan en la producción de energía y de
glucosa, asi como en la síntesis de aminoácidos no-esenciales. La síntesis de
vitales proteínas como albúmina, fibrinógeno, transferrrina, ceruloplasmina y
lipoproteínas se realiza en el hígado. Los hepatocitos detoxifican amonio para
convertirlo en urea, siendo el 75% excretado por los riñones, el resto vuele al
tracto gastrointestinal.
Los ácidos grasos de la dieta y del tejido adiposo se convierten en el hígado
en acetil-CoA por el proceso de beta-oxidación, para posteriormente producir
energía. El hígado elabora los cuerpos cetónicos y sintetiza triglicéridos,
fosfolípidos, colesterol, y sales biliares.
El hígado
interviene en el almacenamiento, activación y transporte de muchas vitaminas y
minerales. Almacena todas las vitaminas liposolubles, además de zinc, hierro,
cobre, magnesio y vitamina B12. Proteínas sintetizadas en el hígado transportan
vitamina A, hierro, zinc y cobre. Carotenos se convierten en vitamina A, folato
en ácido, 5-metil-tetrahidrofólico y la vitamina D en su forma activa hepática.
El hígado tiene también una acción protectora sobre el organismo, al intervenir
en el metabolismo del etanol. Drogas, medicamentos y hormonas son desactivadas
en este ógano. Las células Küffer del hígado filtran bacterias procedentes del
tracto gastrointestinal.
SISTEMA
DIGESTIVO || FUNCIÓN PANCREÁTICA
El páncreras desempeña un papel básico en la digestión, y
en el metabolismo de los carbohidratos. Segrega una importante gama de
sustancias, como son las enzimas digestivas, además de una serie de hormonas,
como la insulina, el glucagon y otras.
Enzimas
Actuando (hidrólisis) sobre diversos componentes alimenticios las enzimas
pancreáticas los fraccionan en productos más sencillos.
Proteína y polipéptidos (en aminoácidos)
* Tripsina (tripsinógeno activado)
* Quimotripsina (quimotripsinógeno
activado)
* Proelastasa
* Procarboxipeptidasas A y B
Acidos ribonucleicos y deoxiribonucleicos (en
monocnucleótidos)
o Ribonucleasa
·
Deoxiribonucleasa
·
Grasa y colesterol (en glicéridos, ácidos
grasos, glicerol y ésteres de colesterol
·
Lipasa
·
Fosfofolipasas A 1 y A2
·
Esterasa no-específica
·
Almidón y dextrinas (en dextrinas y maltosa)
·
Alfa-amilasa
·
Otras enzimas. Procolipasa e Inhibidor de
tripsina
SISTEMA
DIGESTIVO || INTESTINOS DELGADO, Y GRUESO
El yeyuno y
el íleo son los segmentos proximales y distales, respectivamente, del intestino
delgado y se encuentran distantes entre sí, unos 2.75 m . en el adulto.
El intestino grueso o colon comunica con el delgado por la válvula ileocecal.
Contiene una gran población de bacterias, e interviene, principalmente en la
absorción de líquidos (hasta 5-7
litros diarios) y de algunos electrolitos, así como en
actividades que favorecen la salida de las heces por el ano. La mucosa del
intestino grueso contiene gran cantidad de criptas de Lieberkuhn, que secretan
gran cantidad de moco. Esta habitado por más de 400 diferentes especies de
bacterias, algunas de las cuales producen nutrientes que pueden absorberse,
entre los que se incluyen vitamina K, biotina y ácidos grasos de cadena corta,
como acético, propiónico, butírico, etc. La composición de las heces consta de,
aproximadamente, 30% de bacterias, 10% de grasas, 10-20% de materia inorgánica,
2-3% de proteínas y 30% de fibra no digerida, y componentes de los jugos
digestivos, tales como bilirrubina y sus metabolitos, que dan el color a las
heces. El olor característico lo proporcionan productos como indol, escatol,
mercaptanos, súfidos de hidrógeno y otros más, dependiendo del tipo de las
bacterias colónicas.
SISTEMA
DIGESTIVO || DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN
Digestion es la conversión de los
alimentos en sustancias absorbibles en el tracto gastrointestinal. Se realiza
por el desdoblamiento, mecánico y químico de los alimentos, en moléculas. En
resumen, la digestión se inicia en la boca, continúa en el esófago y en el
estómago y sigue en el intestino delgado favorecida por secreciones biliares,
pancreáticas y por el moco y líquido extracelular segregado por las criptas de
Lieberkuhn de la mucosa del intestino delgado. Además, una serie de enzimas de
las microvellosidades de la superficie intestinal realizan una degradación de
los carbohidratos y de las proteínas, que son absorbidos en el epitelio
intestinal.
Digestión y absorción de
los carbohidratos
Todos los carbohidratos absorbidos en el intestino delgado tienen que ser
hidrolizados a monosacáridos antes de su absorción. La digestión del almidón
comienza con la acción de alfa-amilasa salivar, aunque su actividad es poco
importante en comparación con la realizada por la amilasa pancreática en el
intestino delgado. La amilasa hidroliza el almidón a alfa-dextrinas, que
posteriormente son digeridas por gluco-amilasas (alfa-dextrinasas) a maltosa y
maltotriosa. Los productos de la digestión de alfa-amilasa y alfa-dextrinasa,
junto con los disacáridos dietéticos, son hidrolizados a sus correspondientes monosacáridos
por enzimas (maltasa, isomaltasa, sacarasa y lactasa) presentes en el borde en
cepillo del intestino delgado. En las típicas dietas occidentales, la digestión
y absorción de los carbohidratos es rápida y tiene lugar habitualmente en la
porción superior del intestino delgado. Sin embargo, cuando la dieta contiene
carbohidratos no tan fácilmente digeribles, la digestión y la absorción se
realizan principalmente en la porción ileal del intestino.
Continúa la digestión de los alimentos mientras sus elementos más sencillos son
absorbidos. La absorción de la mayor parte de los alimentos digeridos se
produce en el intestino delgado a través del borde en cepillo del epitelio que
recubre las vellosidades. No es un proceso de difusión simple de sustancias,
sino que es activo y requiere utilización de energía por parte de las células
epiteliales
En una fase de la absorción de carbohidratos, la fructosa es transportada por
una transportador de fructosa hacia el citosol de la célula intestinal, y la
glucosa compite con la galactosa por otro transportador que requiere Na+ para
su funcionamiento. Del citosol, los monosacáridos pasan a los capilares por
difusión simple o por difusión facilitada.
Los carbohidratos que no han sido digeridos en el intestino delgado, incluyendo
almidón resistente de alimentos tales como patatas, judías, avena, harina de
trigo, así como varios oligosacáridos y polisacacáridos no-almidón, se digieren
de forma variable cuando llegan al intestino grueso. La flora bacteriana
metaboliza estos compuestos, en ausencia de oxígeno, a gases (hidrógeno,
dióxido de carbono, y metano) y a ácidos grasos de cadena corta (acetato,
propionato, butirato). Los gases son absorbidos y se excretan por la
respiración o por el ano. Los ácidos grasos se metabolizan rápidamente. Así el
butirato, utilizado principalmente por los colonocitos, es una importante
fuente nutricional para estas células y regula su crecimiento, el aceteto pasa
a la sangre y es captado por el hígado, tejido muscular y otros tejidos, y el
propionato, que es un importante precursor de glucosa en animales, no lo es
tanto en humanos.
Digestión y absorción de
los lípidos
La digestión de las grasas comienza en la boca con la secreción de lipasa
bucal, un componente de la saliva, y su actividad aumenta cuando el conjunto
saliva-alimento entra en el estómago y el pH se hace más ácido. La digestión de
esta lipasa no es tan importante como la que realizan en el intestino delgado
las lipasas secretadas en la mucosa gástrica e intestinal
Fase intraluminal
La parte más activa de la digestión de los lípidos tiene lugar en la porción
superior del yeyuno. El proceso comienza ya con la formación del quimo, que
después se mezcla con las secreciones pancreáticas según se vacía el estómago.
La liberación de lecitina por la bilis facilita el proceso de emulsificación,
para que los tres tipos de lipasas pancreáticas y una coenzima hidrolicen los
lípidos. La liberación de estas enzimas se encuentra bajo el control de CCK,
hormona que facilita, además, la salida de bilis de la vesícular biliar.
La lipasa pancreática
es responsable de la mayor parte de la hidrólisis y del fraccionamiento de los
ácidos grasos, al actuar sobre la superficie de las micelas que engloban a los
triglicéridos. La enzima pancreática colipasa, favorece la formación del
complejo sales biliares lipasa-colipasa que interviene en la hidrólisis. Como
resultado de la actividad de la lipasa, monoglicéridos, ácidos grasos, y
glicerol se reparten por el ambiente acuoso de la luz intestinal y posteriormente
son solubilizados por las sales biliares. Los productos finales se ponen en
contacto con la superficie de los microvilli.
Colesterol esterasa
es otra enzima pancreática que hidroliza los ésteres de colesterol.
Fosfolipasa es
otra enzima pancreática, de la que existen dos formas A1 y A2, que hidroliza
ácidos grasos de los fosfolípidos. Fosfolipasa A2 hidroliza también la lecitina
y se produce lisolecitina y un ácido graso, que son absorbidos con facilidad.
Para la formación de quilomicrones es necesaria la presencia de fosfolípidos.
La bilis, es un factor importante en la digestión de las grasas. Además de
factores emusificadores, como los ácidos y las sales biliares, los fosfolípidos
y el colesterol contiene bilirrubina, producto derivado de la hemoglobina. La
bilis es secretada por el hígado y se deposita entre las comidas en la vesícula
biliar, donde se concentra 5-10 veces, vertiéndose posteriormente al intestino
delgado para tomar activa en el proceso digestivo
.
Fase mucosa
Las micelas favorecen que los productos de fraccionamiento de los lípidos se
difundan por la superficie del epitelio intestinal. Y la absorción de las
sustancias ligadas a las micelas se debe a que se difunden por la capa acuosa,
proceso que va seguido de su captación por parte de la membrana plasmática. Los
ácidos grasos libres y los monoglicéridos pasan a través de los microvilli de
la membrana por un proceso pasivo, el glicerol necesita un mecanismo
transportador.
Una proteína de bajo peso molecular, presente en el citoplasma de las células
de la mucosa, proteína ligadora de ácidos grasos (FABP), transporta ácidos
grasos de cadena larga al retículo endoplásmico liso en donde se resintetizan
en triglicéridos. También, parte del colesterol es reesterificado por acil-CoA-colesterol
aciltransferasa (ACAT) o por la colesterol esterasa de la mucosa. Los
triglicéridos reesterificados se incorporan a las lipoproteínas junto con los
fosfolipidos, colesterol, ésteres de colesterol y apoproteína B. Los
quilomicrones migran al aparato de Golgi en donde pueden unirse glicoproteínas.
Otros ácidos grasos, con diez o menos átomos de carbono, se transportan sin
esterificar y pasan al sistema porta, unidos, generalmente a albúmina.
Digestión y absorción de
las proteínas
La digestión de las proteínas comienza en el estómago, con la intervención de
su componente ácido, que tiene en este caso dos funciones. La primera es la de
activar la pepsina de su forma zimógeno, la segunda la de favorecer la desnaturalización de las
proteínas.
La pepsina es
una enzima clave que inicia el proceso de hidrólisis proteica. Las células de
la mucosa segregan pepsinógeno, y el HCl del estómago estimula la conversión de
pepsinógeno en pepsina. Esta enzima desdobla proteínas y péptidos, en sitios
específicos de la unión peptídica, como el grupo carboxilo de algunos
aminoácidos, fenilalanina, triptófano y tirosina, y quizás, leucina y otros
aminoácidos acídicos.
Cuando la proteína, parcialmente fraccionada, pasa al intestino delgado, las
enzimas pancreáticas tripsina,
quimotripsina y carboxipeptidasas A y B son las responsables de
continuar su digestión. Tripsinógeno, quimotripsinógeno y procarboxipeptidasas
A y B son las formas zimógeno de tripsina, quimotripsina y carboxipeptidasas A
y B, respectivamente. Células de la mucosa intestinal segregan la enzima
enteroquinasa, que desdoblará un hexapéptido del tripsinógeno para formar
tripsina activa. Una vez formada, la tripsina puede también realizar una
división hexapéptidica del tripsinógeno, proporcionando más tripsina. Esta
enzima, a su vez, convierte otras formas inactivas de enzimas pancreáticas en
sus formas activas. La tripsina actúa sobre las uniones de péptidos que afectan
los grupos carboxilo de arginina y lisina. Es tambien una endopeptidasa puesto que
escinde péptidos en el interior de la cadena proteica. Quimotripsinógeno es una
endopetidasa. Carboxipeptidasas A y B son consideradas exopeptidasas en cuanto
que escinden aminoácidos del carboxilo final de polipéptidos. Las
aminopeptidasas, que son consideradas unas exopeptidasas, escinden los péptidos
en aminoácidos y oligopéptidos.
La hidrólisis final de los péptidos producidos por las enzimas pancreáticas
tiene lugar en la superficie de las membranas de los microvilli de las células
de la mucosa intestinal. Y en resumen, el resultado final de la digestión
luminal de las proteinas en el intestino delgado es la obtención de fragmentos
de oligopéptidos, dipéptidos y aminoácidos.
La absorción de la proteína es
principalmente en forma de aminoácidos individuales, y en la parte ileal del
intestino delgado. Se realiza por un mecanismo que utiliza transportadores
dependientes de energía, los cuales se encuentran en la membrana de los
microvilli. Estos transportadores, lo son para cuatro grupos distintos de
aminoácidos: I) Neutros: a) aromáticos (tirosina, triptófano, fenilalanina, b)
alifáticos (alanina, serina, treonina, valina, leucina, isoleucina, glicina), y
metionina, histidina, glutamina, asparagina, cisteína, II) Básicos (lisina,
arginina, ornitina, cistina), III) Dicarboxílicos (ácidos glutámico y
aspártico), IV) Aminoácidos: prolina, hidroxiprolina, glicina puede utilizar
este portador además del utilizado por los aminoácidos neutros, otros
aminoácidos (taurina, D-alanina, ácido gamma-aminobutírico.
Los humanos pueden absorber, también, dipéptidos, tripéptidos y tetrapéptidos,
y este mecanismo puede ser más rápido que el utilizado individualmente por cada
uno de los aminoácidos. Además, se han detectado, tetrapéptidasas en el borde
en cepillo de la membrana de los microvilli, las cuales hidrolizan
tetrapéptidos en tripéptidos y aminoácidos libres, y también, tripeptidasas y
dipeptidasas en la membrana y en el citoplasma de las células de la mucosa
intestinal.
En fracciones de citosol de células de la mucosa intestinal se han aislado
dipeptidasas y aminopeptidasas, lo que sugiere que la parte final de la
hidrolisis de los péptidos puede tener lugar en el interior de las células.
Proceso de digestión
Proceso de absorción
de nutrientes
Un
alimento es realmente incorporado al organismo después de ser digerido, es
decir, degradado física y químicamente para que sus componentes puedan ser
absorbidos, es decir, puedan atravesar la pared del aparato digestivo y pasar a
la sangre (o a la linfa).
PROCESO
DE DIGESTIÓN
Antes
de que todos estos componentes puedan ser utilizados o metabolizados, los
alimentos deben sufrir en el cuerpo diversos cambios físicos y químicos que
reciben el nombre de digestión y que los hacen "absorbibles", aunque
no siempre es necesario que se produzca algún cambio para que el componente se
absorba. Por ejemplo, el agua, los minerales y ciertos hidratos de carbono se
absorben sin modificación previa. En otros casos, el proceso culinario ya
inicia cambios químicos en el alimento antes de entrar en el cuerpo: el
cocinado ablanda las fibras de carne y la celulosa de los alimentos de origen
vegetal y gelatiniza el almidón. Sin embargo, el verdadero proceso de la
digestión no comienza hasta que el alimento está en el aparato digestivo. En el
proceso de digestión también intervienen las glándulas salivares, el hígado y
el páncreas y está regulado por mecanismos nerviosos y hormonales.
La
digestión consiste en dos procesos, uno mecánico y otro químico. La parte
mecánica de la digestión incluye la masticación, deglución, la peristalsis y la
defecación o eliminación de los alimentos.
En
la boca se produce la mezcla y humectación del alimento con la saliva, mientras
éste es triturado mecánicamente por masticación, facilitando la deglución. La
saliva contiene ptialina, una enzima que hidroliza una pequeña parte del
almidón a maltosa.
De
la boca, el alimento pasa rápidamente al esófago y al estómago, donde se mezcla
con los jugos gástricos constituidos por pepsina (una enzima que comienza la
digestión de la proteínas), ácido clorhídrico y el factor intrínseco, necesario
para que la vitamina B12 se absorba posteriormente. El tiempo de permanencia
del quimo (mezcla semilíquida del alimento) (2-4 horas) depende de múltiples
factores, como por ejemplo, el tipo de alimento. Aquellos ricos en grasas
permanecen más tiempo y los que tienen grandes cantidades de hidratos de
carbono pasan rápidamente.
En
el intestino delgado tiene lugar la mayor parte de los procesos de digestión y
absorción. El alimento se mezcla con la bilis, el jugo pancreático y los jugos
intestinales. Durante la fase química de la digestión diferentes enzimas rompen
las moléculas complejas en unidades más sencillas que ya pueden ser absorbidas
y utilizadas. Algunas de las enzimas más importantes son la lipasa (que rompe
las grasas en ácidos grasos), la amilasa (que hidroliza el almidón) y las
proteasas (tripsina y quimotripsina, que convierten las proteínas en
aminoácidos).
En
el intestino grueso, las sustancias que no han sido digeridas pueden ser
fermentadas por las bacterias presentes en él, dando lugar a la producción de
gases. Igualmente pueden sintetizar vitaminas del grupo B y vitamina K,
aportando cantidades adicionales de estas vitaminas que serán absorbidas.
PROCESO
DE ABSORCIÓN DE NUTRIENTES
El
proceso de absorción de nutrientes se produce principalmente y con una
extraordinaria eficacia a través de las paredes del intestino delgado, donde se
absorbe la mayor parte del agua, alcohol, azúcares, minerales y vitaminas
hidrosolubles así como los productos de digestión de proteínas, grasas e
hidratos de carbono. Las vitaminas liposolubles se absorben junto con los
ácidos grasos.
La
absorción puede disminuir notablemente si se ingieren sustancias que aceleran la
velocidad de tránsito intestinal, como la fibra dietética ingerida en grandes
cantidades y los laxantes. Igualmente, la fibra y el ácido fítico pueden
reducir la absorción de algunos minerales, como el hierro o el zinc, por
ejemplo. En la enfermedad celíaca (o intolerancia al gluten), la destrucción de
las vellosidades intestinales puede reducir significativamente la superficie de
absorción.
En
el intestino grueso, donde se reabsorbe una importante cantidad de agua del
residuo que llega del intestino delgado, se almacenan las heces hasta ser
excretadas por el ano.
Las
heces, además de los componentes no digeridos de los alimentos, contienen gran
cantidad de restos celulares, consecuencia de la continua regeneración de la
pared celular.
Una
vez absorbidos los nutrientes son transportados por la sangre hasta las células
en las que van a ser utilizados.
Los
ácidos grasos que pasan a la pared intestinal son transformados inmediatamente
en triglicéridos que serán transportados hasta la sangre por la linfa. La grasa
puede ser transformada posteriormente en el hígado y finalmente se deposita en
el tejido adiposo, una importante reserva de grasa y de energía.
Los
hidratos de carbono en forma de monosacáridos pasan a la sangre y
posteriormente al hígado desde donde pueden ser transportados como glucosa a
todas las células del organismo para ser metabolizada y producir energía. La
insulina es necesaria para la incorporación de la glucosa a las células. Los
monosacáridos también pueden ser transformados en glucógeno, una fuente de
energía fácilmente utilizable que se almacena en el hígado y en los músculos
esqueléticos.
