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Introducción a la fisiología digestiva
Magister de Nutrición
Mención “Alimentos Saludables”
INTA
2012
• Masticación/Deglución: Introducción de alimentos
• Digestión: procesos mecánicos y químicos de
transformación del alimento en nutrientes
• Absorción: transporte de los nutrientes desde el lumen
hacia el compartimento sistémico
• Fermentación: en el colon de la fracción no digerida y
absorbida en el intestino delgado
• Eliminación: expulsión de los desechos (fracción no
absorbida) fuera del organismo
• Motilidad/Propulsión: deglución, peristaltismo
• Secreción: lubricación (mucus), liquefacción (agua),
digestión (enzimas), regulación (hormonas)
• Defensa: barrera frente a antígenos, toxinas,
microorganismos presentes en el lumen
Funciones susceptibles
de ser moduladas por
compuestos bioáctivos
presentes en los
alimentos
Funciones del tracto gastrointestinal
• Almacenamiento de los alimentos ingeridos
• Mezcla mecánica y fragmentación de los alimentos
• Secreción de mucus, HCl y enzimas (pépsina, lipasa)
• Vaciamiento del quimo gástrico al duodeno
• Papel hormonal (gástrina, leptina, grelina)
Estructura función del estomago
? Ghrelin,
? Leptin
Activada
En reposo
0
2
4
6
8
10
12
14
Secreción
de
H+
(meq/h)
3,4 3,9 4,9 9,2 11,8 13 25,3 70
Peso (kg)
Desarrollo de la secreción
ácida gástrica
Defensa de la mucosa gástrica
Peristaltismo y vaciamiento gástrico
Producción de ácido por las células parietales
Regulación de la función gástrica
• Protéinas: digestión preliminar por HCl y pepsina
• Lipidos: digestión preliminar por lipasa gástrica
• Carbohidratos: sin efecto
• Absorción poco importante de nutrientes
• Absorción de algunas drogas y de alcohol
Papel del estomago en la digestión y absorción de los alimentos
- Gastritis
- Ulcera gástrica
- Cáncer gástrico
- Linfoma gástrico
Papel de Helicobacter pylori
(+factores dietarios, ambientales,
genéticos, de stress, consumo de
fármacos)
Efecto del consumo de ciertos alimentos capaces de interferir con H pylori, de
ejercer actividades anti-inflamatoria y/o antioxidantes: (probióticos, vino, frutas y
verduras, proteínas o péptidos bioactivos de la leche)
 Organo blanco para alimentos funcionales o nutraceúticos
0
5
10
15
20
25
H.
pylori
inhibition
(%)
Control CB La1 CB/La1
Modulación de la colonización gástrica por H. pylori en escolares mediante
el consumo de un producto con probióticos (La1) o/y de jugo de cranberries.
(Gotteland et al. Nutrition 2008)
Fisiopatología gástrica
Intestino delgado:
Mide más de 5 m
El quimo demora 2 a 4 horas en
recogerlo
 Duodenum = 5%
 Jejunum = 40 %
 Ileum = 55%
 La mayoría de los fenómenos de
digestión y absorción de nutrientes
ocurren a este nivel.
Estructura función del intestino
• Digestión de los alimentos (luminal y terminal)
• Absorción de los nutrientes
• Secreción luminal (enterokinasa, agua, electrolitos, etc.) y
sistemica (hormonas: CCK, ghrelin, secretin, VIP, etc.)
• Peristaltismo
• Defensa (función de barrera)
Absorción
de nutrientes
Secreción de
agua/electrolitos
Lamina propria
- Miofibroblastos (contracción, matriz et.)
- Células inmunes (defensa)
- Células nerviosas (comunicación)
- Células musculares (contracción)
- Células endoteliales
Compuestos inmunoestimulantes y/o
/antiinflamatorios (probióticos, etc.)
+
+
Compartimento apical
Compartimento basolateral
Presencia de TJ  delimitación de
2 compartimentos celulares distintos
Absorción vectorial de los nutrientes
1- Presencia de uniones estrechas (TJ)
Concepto de epitelio polarizado
2- Presencia de la Na+/K+-ATPasa a
nivel basolateral Gradiente de Na+
1-
2-
Transporte de agua y de electrolitos
Contenido de agua en el organismo
Obeso Sano Deportivo
40% 60% 70%
(42L por un individuo de 70kg)
(66.7%) (25%) (8.3%)
Balance hídrico en el ser humano sano
Flujo diario de agua a través de los
distintos segmentos del tubo digestivo.
Flujo diario de sodio a través de los distintos
segmentos del tubo digestivo.
CONCEPTOS BASICOS
- Los fenómenos de absorción y secreción de electrolitos
respectan el principio de electroneutralidad.
- El agua sigue en forma pasiva los movimientos de los
electrolitos (isotonicidad).
Secreción
Absorción
Absorción de sodio: duodeno y jejuno
Lumen
mayor pH
Co-transportador
Glc/Na+
Intercambiador
Na+/H+
3 Na+
2 K+
Enterocito
Menor pH
TJ
Aminoácidos
Glucosa
Espacio
inter-celular
Na+ Na+ H+
ATPasa
Cl-
HCO3
-
H2O + CO2
Glc
GLUT2
- Activo
- Electrogénico
- Activo
- Electroneutro
Absorción de sodio: ileo
Lumen
mayor pH
Intercambiador
Cl-/HCO3
-
Intercambiador
Na+/H+
3 Na+
2 K+
Enterocito
Menor pH
TJ
Espacio
inter-celular
Cl-
HCO3
-
ATPasa
CO2 + H2O
Na+ H+
NaCl
Absorción electroneutra
de NaCl
Cl-
Lumen
Co-transportador
SCFA/Na+
3 Na+
2 K+
Enterocito
TJ
Butirato-
Espacio
inter-celular
Na+
ATPasa
Absorción de sodio: colon derecho
Carbohidratos
no digeribles
(fibras)
Fermentación
Microbiota
- Activo
- Electroneutro
Standing osmotic
gradient theory
(Intestino prox)
Absorción de agua
Secreción de cloro: en las células de las criptas
3 Na+
2 K+
Enterocito
de las criptas
TJ
Espacio
inter-celular
ATPasa
Lumen
Canal de Cl-
- Activo
- Electrogénico
K+
2Cl-
Na+
Na+
Cl-
1
4
1
3
2
1- Cotransportador K+-Na+/Cl-: permite abastecer las células en Cl-
2- Conductancia al K+: permite que el interior de la célula quede electronegativo
3- Na+-K+ ATPasa: expulsa el Na+ y permite que se mantenga la gradiente de sodio.
4- Canal de cloro: permite la salida de cloro hacia el lumen
5- Secreción paracelular de Na+ para mantener la electroneutralidad
6- Secreción isotónica de agua
6
5
Agua
Péptidos
opiaceos
(ß-casomorfinas
proveniente de
la digestión de la
ß-caseina)
Cl-
Receptor
opiaceo
-
Restauración del volumen plasmático en diferentes condiciones de hidratación
Bebidas isotonicas: 270-330 mOsmkg
Bebidas hipotónicas < 270
Bebidas hipertónicas > 330 mosm/kg
Sin
bebidas
Digestión y absorción de los carbohidratos
Carbohidratos
presentes en
alimentos
Boca
Estomago
Duodeno
Yeyuno
Íleo
Colon
Deposición
Fibras alim.
Residuos de
fibras alim.
Cantidades de glúcidos que pasan en un día a
través de los distintos niveles del tubo digestivo
(g/24h)
Dieta del hombre occidental:
200 a 400g CHO digestible/día
- 60% almidón
- 40% oligo, di y monosacaridos
- Monosacáridos (glucosa, galactosa, fructosa, etc.)
- Disacáridos (lactosa, sacarosa, manosa, etc.)
- Sacaridos complejos
- Oligosacáridos (FOS, GOS, XOS, AOS)
- Polisacáridos - glicógeno
- almidón (amilosa + amilopectina)
- inulina
- Fibras
El proceso de digestión y absorción
de los carbohidratos en el tubo digestivo
En la boca: - -amilasa salivaria, principio de la digestión de los CHO
En el estomago: - inhibición de la -amilasa salivaria, 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 monosacaridos producidos por mecanismos
específicos de transporte
En el colon: - fermentación de la fracción CHO no digerida y absorbida en el
intestino delgado (rescate colónico)
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
• Enzima salivaria:
 amilasa (1-4 endoglicosidasa)
G
G
G
G
G
G
G
G
 1-4 link
G
 1-6 link
G
G
G
G
G
G
G
G
G G G G
G
G
G
G G
G
maltosa
G
G
G
isomaltosa
amilasa
maltotriosa
G
G
G
G
α-dextrina limite
Boca
Intestino
• Enzimas pancreáticas
-amylase
G G G
G G
G
G G G
G G G
G
G
G G
amilosa
amilopectina
G G G G G
 amilasa
+
G
G G
G G
maltotriosa maltosa
 dextrina limite
G
Inhibidor de -amilasa:
➱ ineficientes para disminuir la digestión del almidón
?¿
Respuesta glicemica
50 g de carbohidratos
Tiempo
Amilopectina
Amilosa
Glicemia
mM
Lentamente
absorbido
Rapidamente
absorbido
Puentes H2
Amilosa
Amilopectina
Almidón resistente
• Originalmente se consideraba que el almidón cocido era completamente digerido en
el intestino delgado
• Sin embargo, algunas fracciones del almidón pueden atravesar intactas el intestino
y ser fermentadas en el colon.
• El almidón resistente es esta porción del almidón que escapa a la digestión en el
intestino delgado
• Legumbres 10
• Pan blanco 5
• Cornflakes 3
• Papas
– cocidas 3
– frias 12
– frias/callentadas 8
Contenido en almidón resistente (% del almidón total)
Almidón modificado quimicamente ➱ más resistente a la digestión por la amilasa
Enzimas del ribete estriado implicadas
en la digestión terminal de los glucidos.
dextrinasa
dextrina limite
El modelo de absorción intestinal de glucosa mediante la presencia
apical de GLUT2, antes (A) y después de una comida (B).
Bajo nivel de expresión
de GLUT2 a nivel apical
(50-300mM)
Frc
(Kellett et al. Ann Rev Nutr 2008)
Regulación de la absorción intestinal de glucosa y fructosa
Deficiencia en lactasa = hipolactasia
• Deficiencia congenita (Raro, ~60 casos descritos)
• Deficiencia en la madurez (Prematuros<32 semanas)
• Deficiencia del adulto (Muy comun, ~75% de la población
mundial))
Primaria Secundaria
- Infección (rotavirus, giardia...)
- Enfermedad celiaca
-Malnutrición
- Cirugía
Proporción de adultos hipolactasicos en el mundo
Población
no-europea
70-100%
Hipolactasia primaria del adulto:
- Alrededor del 70% de la población mundial
- Debido a la disminución, geneticamente programada, de la actividad lactasa con la
edad.
- Produce la acumulación de lactosa en el lumen intestinal
 diarrea osmótica, dolor abdominal
 fermentación de la lactosa en el colon y producción de gases (H2, CO2, CH4) y
Estrategias que permiten a los individuos intolerantes a la lactosa
de incorporar exitosamente productos lacteos a su dieta.
1. Consumir pequeñas cantidades de productos con lactosa.
2. El consumo crónico/repetido de alimentos con lactosa permite la
asaptación de la microbiota colónica y un metabolismo más
eficiente de la lactosa.
3. Consumir los alimentos con lactosa con una comida más completa
4. Considerar la forma del alimento que contiene la lactosa; los
quesos, chocolate, leche entera y helados son mejor tolerados.
5. Consumir yogures con fermentos vivos.
6. Consumir leche sin lactosa
0
10
20
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40
50
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H2 (ppm)
Tiempo (h)
Excreción de H2 en aire espirado de sujetos hipolactásicos después
de la ingestión de lactosa en agua ( ),o de la misma cantidad de
lactosa en forma de leche ( ) o de yogurt con bacterias lácticas
vivas ( ).
Efecto del consumo de yogurt en sujetos hipolactasicos
0
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H2 (ppm)
Tiempo (h)
Excreción de H2 en aire espirado de sujetos hipolactásicos después
de la ingestión de yogurt con bacterias lácticas vivas o de yogurt
termizado (con bacterias muertas).
Flujo ileal de actividad lactasa después de la ingestión de 450 g de yogurt o
de yogurt termizado (18g lactosa) en 8 sujetos hipolactasicos.
-Transito oro-cecal del yogurt fresco y termizado es mayor al de la leche (165±17; 206 ±19 y
103±19 min, p< 0.01).
-Menos lactosa es recogida en el ileon terminal después de la ingestión de yoghurt que de yogurt
termizado (1.74±0.26g vs. 2.82 ±0.46g, p<0.05)
- 20% de la actividad lactasa del yogurt logra el ileo terminal.
- Mas del 90% de la lactosa del yoghurt esta digerida en el intestino del sujeto hipolactasico
• Conclusiones sobre hipolactasia
• La hipolactasia es la condición normal mientras que la persistencia
representa la variante
• No existen evidencias claras de la relación entre hipolactasia y
desordenes funcionales del TD
• Los individuos hipolactasicos pueden generalmente soportar alrededor
de 250 ml de leche sin molestias
• Existen numerosos productos lácteos disponibles con bajos contenidos en
lactosa
• Una actividad lactasa exógena puede ser agregada al alimento con lactosa
para aumentar su digestibilidad
Polifenoles dietarios y absorción de CHO
PF: - deglicosilados por lactasa-PLH in vitro
- transportados por SGLT1
- inhiben SGLT-1
- inhiben GLUT2
- inhiben amilasa pancreatica
Definición química: estructura de las paredes celulares de los
vegetales: lignina, celulosa y hemi-celulosa.
Pectinas, gomas y mucilages, polisacaridos de las algas, celulosa y
almidones modificados (Agentes de textura).
Una parte importante de la fibra es hidrosoluble (pectina, glucanos,
hemicelulosa).
Definición fisiológica: residuo de los tejidos vegetales después de
la acción de las enzimas digestivas = fracción glucídica
indigestible a la salida del intestino delgado.
FIBRAS
Fibras Estructura principal Constituyentes
secundarios
Celulosa
Pectinas
Hemicelulosa
Lignina
ß-1 4 glucosa
ácido -1 4 galacturonico
-1 5 arabinosa
ß-1 4 galactosa
ß-1 4 glucosa
ß-1 4 xilosa
ß-1 4 glucosa y manosa
ß-1 3 y ß-1 4 glucosa
Polimeros no-glucidicos de
fenolpropenano
Glucosa
Ramnosa, acido
galacturonico,
galactosa
Xilosa, galactosa,
fucosa, glucosa,
arabinosa,
Naturaleza química de los polisacáridos
de las paredes de los vegetales.
Fermentación colónica de las fracciones CHO no digestibles:
Substratos : esencialmente carbohidratos no digestible (20g/dia) de la
dieta y endogeno (mucinas) .
A partir de estos substratos  AGV (acetato, propionato, butirato,
acetato, lactato, piruvato, isobutirato, valerato, isovalerato) + agua +
gases.
34.5 moles C6H12O6  48 moles acetato + 11 moles propionato
+ 5 moles butirato + 34.25 moles CO2
+ 23.75 moles CH4 + 10.5 moles H2O
34.5 moles C6H12O6  48 moles acetato + 11 moles propionato
+ 5 moles butirato + 58 moles CO2
+ 94 moles H2 + 10.5 moles H2O
Fibra dietética g/100
Insoluble Soluble Total
Pan blanco
Pan integral
Salvado de avena
Salvado de trigo
Porotos
Acelga
Betarraga
Choclo
Tomate
Ciruela
Manzana
Pera
Sandia
2.4
5.3
8.5
42.2
11.2
2.3
1.5
3.1
0.7
1.0
1.8
2.8
0.2
1.3
1.6
5.0
2.3
4.2
0.8
1.5
0.4
0.2
0.6
0.6
1.0
0.1
3.7
6.9
13.5
44.5
15.4
3.1
3.0
3.5
0.9
1.6
2.4
3.8
0.3
Aportes de fibra dietética por algunos alimentos corrientes
Aportes recomendados de fibras
- Niños mayores de 2 años: aumentar los aportes dietarios a una
cantidad igual al edad más 5 g por día, de manera a lograr
aportes de 25 a 35 g/dias a los 20 años.
- Ancianos: 10 a 13 g de fibras por 1000 kcal.
- Adultos: 20 a 35 g/dia o 10 a 13 g por 1000 kcal.
Fibra soluble
(Almidón resistente, beta-glucano, inulina, etc)
En el TD proximal,
forman geles viscosos
- Atrasa el vaciamiento gástrico
- Modula el tránsito intestinal
Interfiere con la
absorción de glucosa
 Índice glicémico
 Hiperinsulinemia
 Constipación
En el colon,
son fermentados por la microbiota
Ácidos grasos de cadena corta
(Acetato, propionato, butirato)
 pH intraluminal
 Resistencia frente a patógenos
 Biodisponibilidad de Ca++ y Mg++
 Crecimiento de
bifidobacteria
y lactobacilos
(Efecto prebiótico)
 Riesgo osteoporosis
- Crecimiento y
protección de la
mucosa colónica
 Riesgo
cáncer colorectal
A nivel hepático,
Inhibe la expresión de
enzimas lipogénicas
Acidos grasos de cadena corta
(Butirato, acetato, propionato)
 Trigliceridemia
 Colesterolemia
 Riesgo cardiovascular
 Liberación de
GLP-1 a nivel ileal y
colonico
 Saciedad
 Toma de alimentos
 IMC
y obesidad
Fibra insoluble
(celulosa, hemi-celulosa, lignina)
Adsorción y eliminación
de substancias toxicas o
cancerigenas y de sales
biliares
 Riesgo de
cáncer colorectal
 Riesgo de obesidad
➚ Liberación
de CCK
 Apetito
 Ganancia de peso
Captación de agua
 Volumen y
 Consistencia
de las deposiciones
Acelera vaciamiento
gástrico y tiempo de
tránsito intestinal
 Riesgo de constipación
 Riesgo de diverticulitis
➘ Digestión de
almidón y absorción
de glucosa
➘ Glicemia e
insulinemia
Digestión y absorción de proteínas
Proteína dietaria
60-90g
Boca
Estomago
Duodeno
Colon
Ileon
Jejuno
Deposición
Saliva
+ 1 - 6g
Secreción gástrica
+ 4 - 12g
Secreción biliar y pancreática
+ 6 - 14g
Descamación celular
+ 5 – 6.6g
Otras proteínas
(albumina, globulina IgAs)
+ 3 – 4g
Proteínas
endógenas
Absorción
<9g
N<1.5g
Bacterias
75 -110g
70 – 85g
45 - 55g
10 -15g
-10 -25g
-30 -40g
-30 -40g
Flujos de proteína dietario a través de los distintos compartimentos del TD
- Única fuente de aa. esenciales
- Necesaria para la mantención
del balance nitrogenado
El valor biológico de las proteinas está determinado por la eficiencia de su
utilización para el crecimiento y se correlaciona con su contenido en aminoácidos
esenciales.
Sin embargo, la digestibilidad de las proteínas es variable según:
- Su origen: animal o vegetal
- Su contenido en Pro: a mayor contenido de este aa, menor digestibilidad
- La presencia de fosfoproteínas (caseína), que son más resistentes a las
proteasas pancréaticas
- La matriz alimenticia en la cual esta incorporada
- El procesamiento del alimento (la cocción facilita la digestibilidad).
- La presencia de factores anti-nutricionales (inhibidor de proteasas)
La digestión y absorción de las proteínas es un proceso muy eficiente:
> 95% de la proteína ingerida se absorbe a nivel proximal
Los 20 aminoácidos difieren en sus estructuras químicas, tamaños,
propiedades fisico-químicas, moleculares (polaridad, carga
eléctrica, etc.)
HC
NH2
COOH
Estructura común de los aa
Basico (Lis) CH2-CH2-CH2-CH2-
NH2
Diácido (Asp) HOOC-CH2-
Hidroxilado (Thr, Ser) CH3-CH-
OH
-CH2-
Aromático (Phe, Tyr)
CH2-
Indolico (Trp)
Thiol (Cys) HS-CH2-
Digestión de las proteínas: Visión general
Fase luminal
- En el estomago (HCl + pepsina)
- En el intestino (enzimas pancreáticas)
Fase del ribete estriado
- Digestión terminal (proteasas asociadas al ribete estriado
- Transporte de aa y péptidos en el enterocito
Fase intracelular
- Digestión por peptidasas intracitoplasmaticas
- Transporte aa hacia la circulación
- La pepsina es secretada en forma inactiva como pepsinógeno (I y II) por las
células principales de la mucosa gástrica. Este proceso es regulado por hormonas
(gastrina, histamina) y por el sistema nervioso (vago/acetilcolina).
- El pepsinógeno se activa con el pH ácido del estomago: el ácido clorhídrico
produce un cambio conformacional en la molécula del pepsinógeno, el cual
favorece la autocatálisis de la molecula.
- La pepsina tiene su máxima actividad a pH 1-3 y se inactiva a pH > 4.5
- Su acción sobre las proteínas es facilitada por el hecho que estas ya están
siendo desnaturadas por el HCl. Actúa sobre los enlaces peptídico formados por
aminoácidos aromáticos y alifáticos, generando oligopéptidos de gran tamaño que
no son absorbibles.
- Se ha determinado que alrededor de 10-15% de la digestión de las proteínas
dietarias ocurre en el estomago. NO es un proceso esencial en la digestión
proteica total
La digestión de las proteínas en el estomago: la pepsina
Las proteínas en el intestino 1- Activación de las proteasas pancreáticas
Enterokinase
Proelastase Elastase
Carboxipeptidasa A
Carboxipeptidasa B
Procarboxipeptidase A
Procarboxipeptidase B
2- Digestión de las proteínas por las proteasas pancreáticas
NH2
Aminopeptidasa
A.A. básico
(arg. lis.)
A.A. aromáticos
A.A.
alifáticos
A.A.
aromáticos
neutros
Tripsina
Quimotripsina
Elastasa
COOH
Carboxipeptidasa
A
B
COOH
A.A.
básicos
- Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutro, generando
oligopéptidos (60-70%) y amino-ácidos libres (30-40%).
- La secreción de proteasas pancreáticas es regulada por
hormonas (CCK, secretina) y neurales (Ach, VIP).
Inhibidores de proteasas
Control del apetito???
Proteina dietaria
Digestión enzimatica
Liberación de péptidos bioactivos encriptados en la proteina original
Peptidasas del ribete estriado
• Existen más de 20 peptidasas diferentes:
- endopeptidasas
- aminopeptidasas,
- carboxipeptidasas
- dipeptidasas (prolina-dipeptidasa)
• Digieren oligopéptidos (de 6-8 aa) luminales a aminoácidos libres,
dipéptidos y tripéptidos
Peptidasas intracelulares
- Amino di- y tripeptidasa, prolina-dipeptidasa; participan también
en la degradación de proteínas endógenas. Aumentan en el ayuno
prolongado y en caso de dietas hipoproteicas. Son más activas en los
segmentos proximales del intestino.
Las proteínas en el intestino: digestión terminal
Transporte intestinal de aminoácidos y péptidos
- Se realiza gracias a la presencia de transportadores de aminoácidos y de
péptidos en el ribete estriado.
- Existen un gran número de transportadores distintos, activo/pasivo y Na+-
dependiente o independiente, etc., debido a las diferencias de propiedades
fisicoquímicas de los aminoácidos y péptidos
- Los sistemas de transporte son diferentes en la membrana de las
microvellosidades y en la membrana basolateral La membrana basolateral de los
enterocitos expresa transportadores que extraen aminoácidos del citoplasma y
otros que obtienen aminoácidos de la sangre
- El transporte de péptidos es más rápido que el de aminoácidos
- El epitelio intestinal usa glutamina, glutamato y aspartato como fuentes de
energía. También utiliza arginina.
- Aproximadamente 10% de los aminoácidos absorbidos se utilizan para la síntesis
proteica endógena en el enterocito
Clasificación de los sistemas de transporte de aminoácidos
en la membrana apical del enterocito
B -aminoácidos dipolares SI NO
BO+ -aminoácidos dipolares, básicos, cys SI NO
B aa neutros y glu SI Cl-
IMINO Iminoácidos (pro) SI NO
 -aminoácidos SI Cl-
XAG Aminoácidos ácidos SI K+,
Creatine creatine SI CL-
Sistema Sustratos Dependencia Participación de
de del gradiente otros iones
transporte
Tomado de V. Ganapathy, M. Bransch y F.H. Leibach. en: Physiology of the gastrointestinal tract, 3rd ed.
L.R. Johnson, ed. New York: Raven Press, 1994: 1773-94.
Clasificación de los sistemas de transporte de aminoácidos en la
membrana basolateral del enterocito
Tomado de V. Ganapathy, M. Bransch y F.H. Leibach. en: Physiology of the gastrointestinal tract,
3rd ed. L.R. Johnson, ed. New York: Raven Press, 1994: 1773-94.
Sistema de Sustratos Dependencia del
Transporte gradiente de Na+
A -aminoácidos dipolares Iminoácidos SI
asc Aminoácidos neutros (Ala, Ser) NO
Xc
- cys/glu exchange NO
L Aminoácidos ramificados y neutros NO
y+L Aminoácidos dibásicos y neutros NO (dibasicos)
SI (neutros)
GLY Gly SI
T Aromaticos NO
Transporte intestinal de péptidos
-Hay potencialmente 400 dipéptidos y 8000 tripéptidos distintos, pero un solo
mecanismo transportador.
- El mecanismo de transporte de aminoácidos es independiente del transporte de
péptidos. Esto explica que los pacientes con enfermedad de Hartnup ó con cistinuria no
sufran de desnutrición proteica.
- Algunos péptidos escapan al proceso digestivo intracitoplasmático y llegan a la porta
mediante un sistema de transporte de péptidos en la membrana basolateral.
2
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
ATP
2 K+
3 Na+
ADP+Pi
Na+
H+
Péptido
H+
1
3
-El transporte intestinal de péptidos es un transporte activo terciario que
depende de la gradiente de protones generada por el intercambiador
Na+/H+ y de la gradiente de Na+ generada por la Na+/K+-ATPasa.
- Este transportador de péptidos ha sido llamado Pept-1
Pept-1 traanspota también fármacos
y profármacos (antibióticos ß-
lactámicos, inhibidores de ACE,
drogas antitumorales)
Ventajas del uso de fórmulas nutricionales di y tripéptidos
1- Tienen menor osmolaridad
2- Mejor estabilidad de los aminoácidos (tirosina, cisteína, glutamina) solubilidad
3- Satisfacen la necesidad de glutamina para reparar la mucosa intestinal.
4- Absorción más veloz que los aminoácidos libres
5- Niveles sanguíneos más estables
6- Ausencia de competencia como en el caso de los aminoácidos
7- Conservación de energía a nivel de los enterocitos
8- Resistencia del transportador PEPT1 al ayuno, la desnutrición proteico-energética, la
deficiencia de vitaminas y enfermedades intestinales.
- Dipéptidos y tripéptidos preferentemente en el intestino proximal. Aminoácidos
preferentemente en el intestino distal. Estos gradientes axiales recíprocos son el
producto de variaciones de las capacidades de transporte más que producto de
afinidades.
- Las peptidasas de membrana son más abundantes en el ileon que en el yeyuno:
hidrólisis más intensa distalmente.
- La absorción de las proteínas está prácticamente completa a nivel de la válvula
ileocecal
- El colon puede tener considerable capacidad para absorber productos de digestión
de proteínas pero su significado es dudoso
(¿proteínas bacterianas?)
Distribución geográfica de la absorción de proteínas

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  • 1. Introducción a la fisiología digestiva Magister de Nutrición Mención “Alimentos Saludables” INTA 2012
  • 2. • Masticación/Deglución: Introducción de alimentos • Digestión: procesos mecánicos y químicos de transformación del alimento en nutrientes • Absorción: transporte de los nutrientes desde el lumen hacia el compartimento sistémico • Fermentación: en el colon de la fracción no digerida y absorbida en el intestino delgado • Eliminación: expulsión de los desechos (fracción no absorbida) fuera del organismo • Motilidad/Propulsión: deglución, peristaltismo • Secreción: lubricación (mucus), liquefacción (agua), digestión (enzimas), regulación (hormonas) • Defensa: barrera frente a antígenos, toxinas, microorganismos presentes en el lumen Funciones susceptibles de ser moduladas por compuestos bioáctivos presentes en los alimentos Funciones del tracto gastrointestinal
  • 3. • Almacenamiento de los alimentos ingeridos • Mezcla mecánica y fragmentación de los alimentos • Secreción de mucus, HCl y enzimas (pépsina, lipasa) • Vaciamiento del quimo gástrico al duodeno • Papel hormonal (gástrina, leptina, grelina) Estructura función del estomago
  • 5. Activada En reposo 0 2 4 6 8 10 12 14 Secreción de H+ (meq/h) 3,4 3,9 4,9 9,2 11,8 13 25,3 70 Peso (kg) Desarrollo de la secreción ácida gástrica Defensa de la mucosa gástrica Peristaltismo y vaciamiento gástrico Producción de ácido por las células parietales
  • 6. Regulación de la función gástrica
  • 7. • Protéinas: digestión preliminar por HCl y pepsina • Lipidos: digestión preliminar por lipasa gástrica • Carbohidratos: sin efecto • Absorción poco importante de nutrientes • Absorción de algunas drogas y de alcohol Papel del estomago en la digestión y absorción de los alimentos
  • 8. - Gastritis - Ulcera gástrica - Cáncer gástrico - Linfoma gástrico Papel de Helicobacter pylori (+factores dietarios, ambientales, genéticos, de stress, consumo de fármacos) Efecto del consumo de ciertos alimentos capaces de interferir con H pylori, de ejercer actividades anti-inflamatoria y/o antioxidantes: (probióticos, vino, frutas y verduras, proteínas o péptidos bioactivos de la leche)  Organo blanco para alimentos funcionales o nutraceúticos 0 5 10 15 20 25 H. pylori inhibition (%) Control CB La1 CB/La1 Modulación de la colonización gástrica por H. pylori en escolares mediante el consumo de un producto con probióticos (La1) o/y de jugo de cranberries. (Gotteland et al. Nutrition 2008) Fisiopatología gástrica
  • 9. Intestino delgado: Mide más de 5 m El quimo demora 2 a 4 horas en recogerlo  Duodenum = 5%  Jejunum = 40 %  Ileum = 55%  La mayoría de los fenómenos de digestión y absorción de nutrientes ocurren a este nivel. Estructura función del intestino
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13. • Digestión de los alimentos (luminal y terminal) • Absorción de los nutrientes • Secreción luminal (enterokinasa, agua, electrolitos, etc.) y sistemica (hormonas: CCK, ghrelin, secretin, VIP, etc.) • Peristaltismo • Defensa (función de barrera)
  • 15. Lamina propria - Miofibroblastos (contracción, matriz et.) - Células inmunes (defensa) - Células nerviosas (comunicación) - Células musculares (contracción) - Células endoteliales Compuestos inmunoestimulantes y/o /antiinflamatorios (probióticos, etc.) + +
  • 16. Compartimento apical Compartimento basolateral Presencia de TJ  delimitación de 2 compartimentos celulares distintos Absorción vectorial de los nutrientes 1- Presencia de uniones estrechas (TJ) Concepto de epitelio polarizado 2- Presencia de la Na+/K+-ATPasa a nivel basolateral Gradiente de Na+ 1- 2-
  • 17. Transporte de agua y de electrolitos
  • 18. Contenido de agua en el organismo Obeso Sano Deportivo 40% 60% 70% (42L por un individuo de 70kg) (66.7%) (25%) (8.3%)
  • 19. Balance hídrico en el ser humano sano Flujo diario de agua a través de los distintos segmentos del tubo digestivo. Flujo diario de sodio a través de los distintos segmentos del tubo digestivo.
  • 20. CONCEPTOS BASICOS - Los fenómenos de absorción y secreción de electrolitos respectan el principio de electroneutralidad. - El agua sigue en forma pasiva los movimientos de los electrolitos (isotonicidad).
  • 22. Absorción de sodio: duodeno y jejuno Lumen mayor pH Co-transportador Glc/Na+ Intercambiador Na+/H+ 3 Na+ 2 K+ Enterocito Menor pH TJ Aminoácidos Glucosa Espacio inter-celular Na+ Na+ H+ ATPasa Cl- HCO3 - H2O + CO2 Glc GLUT2 - Activo - Electrogénico - Activo - Electroneutro
  • 23. Absorción de sodio: ileo Lumen mayor pH Intercambiador Cl-/HCO3 - Intercambiador Na+/H+ 3 Na+ 2 K+ Enterocito Menor pH TJ Espacio inter-celular Cl- HCO3 - ATPasa CO2 + H2O Na+ H+ NaCl Absorción electroneutra de NaCl Cl-
  • 24. Lumen Co-transportador SCFA/Na+ 3 Na+ 2 K+ Enterocito TJ Butirato- Espacio inter-celular Na+ ATPasa Absorción de sodio: colon derecho Carbohidratos no digeribles (fibras) Fermentación Microbiota - Activo - Electroneutro
  • 26. Secreción de cloro: en las células de las criptas 3 Na+ 2 K+ Enterocito de las criptas TJ Espacio inter-celular ATPasa Lumen Canal de Cl- - Activo - Electrogénico K+ 2Cl- Na+ Na+ Cl- 1 4 1 3 2 1- Cotransportador K+-Na+/Cl-: permite abastecer las células en Cl- 2- Conductancia al K+: permite que el interior de la célula quede electronegativo 3- Na+-K+ ATPasa: expulsa el Na+ y permite que se mantenga la gradiente de sodio. 4- Canal de cloro: permite la salida de cloro hacia el lumen 5- Secreción paracelular de Na+ para mantener la electroneutralidad 6- Secreción isotónica de agua 6 5 Agua Péptidos opiaceos (ß-casomorfinas proveniente de la digestión de la ß-caseina) Cl- Receptor opiaceo -
  • 27. Restauración del volumen plasmático en diferentes condiciones de hidratación Bebidas isotonicas: 270-330 mOsmkg Bebidas hipotónicas < 270 Bebidas hipertónicas > 330 mosm/kg Sin bebidas
  • 28. Digestión y absorción de los carbohidratos
  • 29. Carbohidratos presentes en alimentos Boca Estomago Duodeno Yeyuno Íleo Colon Deposición Fibras alim. Residuos de fibras alim. Cantidades de glúcidos que pasan en un día a través de los distintos niveles del tubo digestivo (g/24h) Dieta del hombre occidental: 200 a 400g CHO digestible/día - 60% almidón - 40% oligo, di y monosacaridos
  • 30. - Monosacáridos (glucosa, galactosa, fructosa, etc.) - Disacáridos (lactosa, sacarosa, manosa, etc.) - Sacaridos complejos - Oligosacáridos (FOS, GOS, XOS, AOS) - Polisacáridos - glicógeno - almidón (amilosa + amilopectina) - inulina - Fibras
  • 31. El proceso de digestión y absorción de los carbohidratos en el tubo digestivo En la boca: - -amilasa salivaria, principio de la digestión de los CHO En el estomago: - inhibición de la -amilasa salivaria, 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 monosacaridos producidos por mecanismos específicos de transporte En el colon: - fermentación de la fracción CHO no digerida y absorbida en el intestino delgado (rescate colónico)
  • 32. 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
  • 33. • Enzima salivaria:  amilasa (1-4 endoglicosidasa) G G G G G G G G  1-4 link G  1-6 link G G G G G G G G G G G G G G G G G G maltosa G G G isomaltosa amilasa maltotriosa G G G G α-dextrina limite Boca
  • 34. Intestino • Enzimas pancreáticas -amylase G G G G G G G G G G G G G G G G amilosa amilopectina G G G G G  amilasa + G G G G G maltotriosa maltosa  dextrina limite G Inhibidor de -amilasa: ➱ ineficientes para disminuir la digestión del almidón ?¿
  • 35. Respuesta glicemica 50 g de carbohidratos Tiempo Amilopectina Amilosa Glicemia mM Lentamente absorbido Rapidamente absorbido Puentes H2 Amilosa Amilopectina
  • 36. Almidón resistente • Originalmente se consideraba que el almidón cocido era completamente digerido en el intestino delgado • Sin embargo, algunas fracciones del almidón pueden atravesar intactas el intestino y ser fermentadas en el colon. • El almidón resistente es esta porción del almidón que escapa a la digestión en el intestino delgado • Legumbres 10 • Pan blanco 5 • Cornflakes 3 • Papas – cocidas 3 – frias 12 – frias/callentadas 8 Contenido en almidón resistente (% del almidón total) Almidón modificado quimicamente ➱ más resistente a la digestión por la amilasa
  • 37. Enzimas del ribete estriado implicadas en la digestión terminal de los glucidos. dextrinasa dextrina limite
  • 38.
  • 39. El modelo de absorción intestinal de glucosa mediante la presencia apical de GLUT2, antes (A) y después de una comida (B). Bajo nivel de expresión de GLUT2 a nivel apical (50-300mM) Frc (Kellett et al. Ann Rev Nutr 2008)
  • 40. Regulación de la absorción intestinal de glucosa y fructosa
  • 41. Deficiencia en lactasa = hipolactasia • Deficiencia congenita (Raro, ~60 casos descritos) • Deficiencia en la madurez (Prematuros<32 semanas) • Deficiencia del adulto (Muy comun, ~75% de la población mundial)) Primaria Secundaria - Infección (rotavirus, giardia...) - Enfermedad celiaca -Malnutrición - Cirugía
  • 42. Proporción de adultos hipolactasicos en el mundo Población no-europea 70-100% Hipolactasia primaria del adulto: - Alrededor del 70% de la población mundial - Debido a la disminución, geneticamente programada, de la actividad lactasa con la edad. - Produce la acumulación de lactosa en el lumen intestinal  diarrea osmótica, dolor abdominal  fermentación de la lactosa en el colon y producción de gases (H2, CO2, CH4) y
  • 43. Estrategias que permiten a los individuos intolerantes a la lactosa de incorporar exitosamente productos lacteos a su dieta. 1. Consumir pequeñas cantidades de productos con lactosa. 2. El consumo crónico/repetido de alimentos con lactosa permite la asaptación de la microbiota colónica y un metabolismo más eficiente de la lactosa. 3. Consumir los alimentos con lactosa con una comida más completa 4. Considerar la forma del alimento que contiene la lactosa; los quesos, chocolate, leche entera y helados son mejor tolerados. 5. Consumir yogures con fermentos vivos. 6. Consumir leche sin lactosa
  • 44. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 H2 (ppm) Tiempo (h) Excreción de H2 en aire espirado de sujetos hipolactásicos después de la ingestión de lactosa en agua ( ),o de la misma cantidad de lactosa en forma de leche ( ) o de yogurt con bacterias lácticas vivas ( ). Efecto del consumo de yogurt en sujetos hipolactasicos
  • 45. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 5 6 7 8 H2 (ppm) Tiempo (h) Excreción de H2 en aire espirado de sujetos hipolactásicos después de la ingestión de yogurt con bacterias lácticas vivas o de yogurt termizado (con bacterias muertas).
  • 46. Flujo ileal de actividad lactasa después de la ingestión de 450 g de yogurt o de yogurt termizado (18g lactosa) en 8 sujetos hipolactasicos. -Transito oro-cecal del yogurt fresco y termizado es mayor al de la leche (165±17; 206 ±19 y 103±19 min, p< 0.01). -Menos lactosa es recogida en el ileon terminal después de la ingestión de yoghurt que de yogurt termizado (1.74±0.26g vs. 2.82 ±0.46g, p<0.05) - 20% de la actividad lactasa del yogurt logra el ileo terminal. - Mas del 90% de la lactosa del yoghurt esta digerida en el intestino del sujeto hipolactasico
  • 47. • Conclusiones sobre hipolactasia • La hipolactasia es la condición normal mientras que la persistencia representa la variante • No existen evidencias claras de la relación entre hipolactasia y desordenes funcionales del TD • Los individuos hipolactasicos pueden generalmente soportar alrededor de 250 ml de leche sin molestias • Existen numerosos productos lácteos disponibles con bajos contenidos en lactosa • Una actividad lactasa exógena puede ser agregada al alimento con lactosa para aumentar su digestibilidad
  • 48. Polifenoles dietarios y absorción de CHO PF: - deglicosilados por lactasa-PLH in vitro - transportados por SGLT1 - inhiben SGLT-1 - inhiben GLUT2 - inhiben amilasa pancreatica
  • 49. Definición química: estructura de las paredes celulares de los vegetales: lignina, celulosa y hemi-celulosa. Pectinas, gomas y mucilages, polisacaridos de las algas, celulosa y almidones modificados (Agentes de textura). Una parte importante de la fibra es hidrosoluble (pectina, glucanos, hemicelulosa). Definición fisiológica: residuo de los tejidos vegetales después de la acción de las enzimas digestivas = fracción glucídica indigestible a la salida del intestino delgado. FIBRAS
  • 50. Fibras Estructura principal Constituyentes secundarios Celulosa Pectinas Hemicelulosa Lignina ß-1 4 glucosa ácido -1 4 galacturonico -1 5 arabinosa ß-1 4 galactosa ß-1 4 glucosa ß-1 4 xilosa ß-1 4 glucosa y manosa ß-1 3 y ß-1 4 glucosa Polimeros no-glucidicos de fenolpropenano Glucosa Ramnosa, acido galacturonico, galactosa Xilosa, galactosa, fucosa, glucosa, arabinosa, Naturaleza química de los polisacáridos de las paredes de los vegetales.
  • 51. Fermentación colónica de las fracciones CHO no digestibles: Substratos : esencialmente carbohidratos no digestible (20g/dia) de la dieta y endogeno (mucinas) . A partir de estos substratos  AGV (acetato, propionato, butirato, acetato, lactato, piruvato, isobutirato, valerato, isovalerato) + agua + gases. 34.5 moles C6H12O6  48 moles acetato + 11 moles propionato + 5 moles butirato + 34.25 moles CO2 + 23.75 moles CH4 + 10.5 moles H2O 34.5 moles C6H12O6  48 moles acetato + 11 moles propionato + 5 moles butirato + 58 moles CO2 + 94 moles H2 + 10.5 moles H2O
  • 52. Fibra dietética g/100 Insoluble Soluble Total Pan blanco Pan integral Salvado de avena Salvado de trigo Porotos Acelga Betarraga Choclo Tomate Ciruela Manzana Pera Sandia 2.4 5.3 8.5 42.2 11.2 2.3 1.5 3.1 0.7 1.0 1.8 2.8 0.2 1.3 1.6 5.0 2.3 4.2 0.8 1.5 0.4 0.2 0.6 0.6 1.0 0.1 3.7 6.9 13.5 44.5 15.4 3.1 3.0 3.5 0.9 1.6 2.4 3.8 0.3 Aportes de fibra dietética por algunos alimentos corrientes
  • 53. Aportes recomendados de fibras - Niños mayores de 2 años: aumentar los aportes dietarios a una cantidad igual al edad más 5 g por día, de manera a lograr aportes de 25 a 35 g/dias a los 20 años. - Ancianos: 10 a 13 g de fibras por 1000 kcal. - Adultos: 20 a 35 g/dia o 10 a 13 g por 1000 kcal.
  • 54. Fibra soluble (Almidón resistente, beta-glucano, inulina, etc) En el TD proximal, forman geles viscosos - Atrasa el vaciamiento gástrico - Modula el tránsito intestinal Interfiere con la absorción de glucosa  Índice glicémico  Hiperinsulinemia  Constipación En el colon, son fermentados por la microbiota Ácidos grasos de cadena corta (Acetato, propionato, butirato)  pH intraluminal  Resistencia frente a patógenos  Biodisponibilidad de Ca++ y Mg++  Crecimiento de bifidobacteria y lactobacilos (Efecto prebiótico)  Riesgo osteoporosis
  • 55. - Crecimiento y protección de la mucosa colónica  Riesgo cáncer colorectal A nivel hepático, Inhibe la expresión de enzimas lipogénicas Acidos grasos de cadena corta (Butirato, acetato, propionato)  Trigliceridemia  Colesterolemia  Riesgo cardiovascular  Liberación de GLP-1 a nivel ileal y colonico  Saciedad  Toma de alimentos  IMC y obesidad
  • 56. Fibra insoluble (celulosa, hemi-celulosa, lignina) Adsorción y eliminación de substancias toxicas o cancerigenas y de sales biliares  Riesgo de cáncer colorectal  Riesgo de obesidad ➚ Liberación de CCK  Apetito  Ganancia de peso Captación de agua  Volumen y  Consistencia de las deposiciones Acelera vaciamiento gástrico y tiempo de tránsito intestinal  Riesgo de constipación  Riesgo de diverticulitis ➘ Digestión de almidón y absorción de glucosa ➘ Glicemia e insulinemia
  • 57. Digestión y absorción de proteínas
  • 58. Proteína dietaria 60-90g Boca Estomago Duodeno Colon Ileon Jejuno Deposición Saliva + 1 - 6g Secreción gástrica + 4 - 12g Secreción biliar y pancreática + 6 - 14g Descamación celular + 5 – 6.6g Otras proteínas (albumina, globulina IgAs) + 3 – 4g Proteínas endógenas Absorción <9g N<1.5g Bacterias 75 -110g 70 – 85g 45 - 55g 10 -15g -10 -25g -30 -40g -30 -40g Flujos de proteína dietario a través de los distintos compartimentos del TD - Única fuente de aa. esenciales - Necesaria para la mantención del balance nitrogenado
  • 59. El valor biológico de las proteinas está determinado por la eficiencia de su utilización para el crecimiento y se correlaciona con su contenido en aminoácidos esenciales. Sin embargo, la digestibilidad de las proteínas es variable según: - Su origen: animal o vegetal - Su contenido en Pro: a mayor contenido de este aa, menor digestibilidad - La presencia de fosfoproteínas (caseína), que son más resistentes a las proteasas pancréaticas - La matriz alimenticia en la cual esta incorporada - El procesamiento del alimento (la cocción facilita la digestibilidad). - La presencia de factores anti-nutricionales (inhibidor de proteasas) La digestión y absorción de las proteínas es un proceso muy eficiente: > 95% de la proteína ingerida se absorbe a nivel proximal
  • 60. Los 20 aminoácidos difieren en sus estructuras químicas, tamaños, propiedades fisico-químicas, moleculares (polaridad, carga eléctrica, etc.) HC NH2 COOH Estructura común de los aa Basico (Lis) CH2-CH2-CH2-CH2- NH2 Diácido (Asp) HOOC-CH2- Hidroxilado (Thr, Ser) CH3-CH- OH -CH2- Aromático (Phe, Tyr) CH2- Indolico (Trp) Thiol (Cys) HS-CH2-
  • 61. Digestión de las proteínas: Visión general Fase luminal - En el estomago (HCl + pepsina) - En el intestino (enzimas pancreáticas) Fase del ribete estriado - Digestión terminal (proteasas asociadas al ribete estriado - Transporte de aa y péptidos en el enterocito Fase intracelular - Digestión por peptidasas intracitoplasmaticas - Transporte aa hacia la circulación
  • 62. - La pepsina es secretada en forma inactiva como pepsinógeno (I y II) por las células principales de la mucosa gástrica. Este proceso es regulado por hormonas (gastrina, histamina) y por el sistema nervioso (vago/acetilcolina). - El pepsinógeno se activa con el pH ácido del estomago: el ácido clorhídrico produce un cambio conformacional en la molécula del pepsinógeno, el cual favorece la autocatálisis de la molecula. - La pepsina tiene su máxima actividad a pH 1-3 y se inactiva a pH > 4.5 - Su acción sobre las proteínas es facilitada por el hecho que estas ya están siendo desnaturadas por el HCl. Actúa sobre los enlaces peptídico formados por aminoácidos aromáticos y alifáticos, generando oligopéptidos de gran tamaño que no son absorbibles. - Se ha determinado que alrededor de 10-15% de la digestión de las proteínas dietarias ocurre en el estomago. NO es un proceso esencial en la digestión proteica total La digestión de las proteínas en el estomago: la pepsina
  • 63. Las proteínas en el intestino 1- Activación de las proteasas pancreáticas Enterokinase Proelastase Elastase Carboxipeptidasa A Carboxipeptidasa B Procarboxipeptidase A Procarboxipeptidase B
  • 64. 2- Digestión de las proteínas por las proteasas pancreáticas NH2 Aminopeptidasa A.A. básico (arg. lis.) A.A. aromáticos A.A. alifáticos A.A. aromáticos neutros Tripsina Quimotripsina Elastasa COOH Carboxipeptidasa A B COOH A.A. básicos - Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutro, generando oligopéptidos (60-70%) y amino-ácidos libres (30-40%). - La secreción de proteasas pancreáticas es regulada por hormonas (CCK, secretina) y neurales (Ach, VIP). Inhibidores de proteasas Control del apetito???
  • 65. Proteina dietaria Digestión enzimatica Liberación de péptidos bioactivos encriptados en la proteina original
  • 66. Peptidasas del ribete estriado • Existen más de 20 peptidasas diferentes: - endopeptidasas - aminopeptidasas, - carboxipeptidasas - dipeptidasas (prolina-dipeptidasa) • Digieren oligopéptidos (de 6-8 aa) luminales a aminoácidos libres, dipéptidos y tripéptidos Peptidasas intracelulares - Amino di- y tripeptidasa, prolina-dipeptidasa; participan también en la degradación de proteínas endógenas. Aumentan en el ayuno prolongado y en caso de dietas hipoproteicas. Son más activas en los segmentos proximales del intestino. Las proteínas en el intestino: digestión terminal
  • 67. Transporte intestinal de aminoácidos y péptidos - Se realiza gracias a la presencia de transportadores de aminoácidos y de péptidos en el ribete estriado. - Existen un gran número de transportadores distintos, activo/pasivo y Na+- dependiente o independiente, etc., debido a las diferencias de propiedades fisicoquímicas de los aminoácidos y péptidos - Los sistemas de transporte son diferentes en la membrana de las microvellosidades y en la membrana basolateral La membrana basolateral de los enterocitos expresa transportadores que extraen aminoácidos del citoplasma y otros que obtienen aminoácidos de la sangre - El transporte de péptidos es más rápido que el de aminoácidos - El epitelio intestinal usa glutamina, glutamato y aspartato como fuentes de energía. También utiliza arginina. - Aproximadamente 10% de los aminoácidos absorbidos se utilizan para la síntesis proteica endógena en el enterocito
  • 68. Clasificación de los sistemas de transporte de aminoácidos en la membrana apical del enterocito B -aminoácidos dipolares SI NO BO+ -aminoácidos dipolares, básicos, cys SI NO B aa neutros y glu SI Cl- IMINO Iminoácidos (pro) SI NO  -aminoácidos SI Cl- XAG Aminoácidos ácidos SI K+, Creatine creatine SI CL- Sistema Sustratos Dependencia Participación de de del gradiente otros iones transporte Tomado de V. Ganapathy, M. Bransch y F.H. Leibach. en: Physiology of the gastrointestinal tract, 3rd ed. L.R. Johnson, ed. New York: Raven Press, 1994: 1773-94.
  • 69. Clasificación de los sistemas de transporte de aminoácidos en la membrana basolateral del enterocito Tomado de V. Ganapathy, M. Bransch y F.H. Leibach. en: Physiology of the gastrointestinal tract, 3rd ed. L.R. Johnson, ed. New York: Raven Press, 1994: 1773-94. Sistema de Sustratos Dependencia del Transporte gradiente de Na+ A -aminoácidos dipolares Iminoácidos SI asc Aminoácidos neutros (Ala, Ser) NO Xc - cys/glu exchange NO L Aminoácidos ramificados y neutros NO y+L Aminoácidos dibásicos y neutros NO (dibasicos) SI (neutros) GLY Gly SI T Aromaticos NO
  • 70. Transporte intestinal de péptidos -Hay potencialmente 400 dipéptidos y 8000 tripéptidos distintos, pero un solo mecanismo transportador. - El mecanismo de transporte de aminoácidos es independiente del transporte de péptidos. Esto explica que los pacientes con enfermedad de Hartnup ó con cistinuria no sufran de desnutrición proteica. - Algunos péptidos escapan al proceso digestivo intracitoplasmático y llegan a la porta mediante un sistema de transporte de péptidos en la membrana basolateral.
  • 71. 2 + - + - + - + - + - ATP 2 K+ 3 Na+ ADP+Pi Na+ H+ Péptido H+ 1 3 -El transporte intestinal de péptidos es un transporte activo terciario que depende de la gradiente de protones generada por el intercambiador Na+/H+ y de la gradiente de Na+ generada por la Na+/K+-ATPasa. - Este transportador de péptidos ha sido llamado Pept-1 Pept-1 traanspota también fármacos y profármacos (antibióticos ß- lactámicos, inhibidores de ACE, drogas antitumorales)
  • 72. Ventajas del uso de fórmulas nutricionales di y tripéptidos 1- Tienen menor osmolaridad 2- Mejor estabilidad de los aminoácidos (tirosina, cisteína, glutamina) solubilidad 3- Satisfacen la necesidad de glutamina para reparar la mucosa intestinal. 4- Absorción más veloz que los aminoácidos libres 5- Niveles sanguíneos más estables 6- Ausencia de competencia como en el caso de los aminoácidos 7- Conservación de energía a nivel de los enterocitos 8- Resistencia del transportador PEPT1 al ayuno, la desnutrición proteico-energética, la deficiencia de vitaminas y enfermedades intestinales.
  • 73. - Dipéptidos y tripéptidos preferentemente en el intestino proximal. Aminoácidos preferentemente en el intestino distal. Estos gradientes axiales recíprocos son el producto de variaciones de las capacidades de transporte más que producto de afinidades. - Las peptidasas de membrana son más abundantes en el ileon que en el yeyuno: hidrólisis más intensa distalmente. - La absorción de las proteínas está prácticamente completa a nivel de la válvula ileocecal - El colon puede tener considerable capacidad para absorber productos de digestión de proteínas pero su significado es dudoso (¿proteínas bacterianas?) Distribución geográfica de la absorción de proteínas