Anatomía y Fisiología II

como has aprendido, el proceso de digestión mecánica es relativamente simple., Implica la descomposición física de los alimentos, pero no altera su composición química. La digestión química, por otro lado, es un proceso complejo que reduce los alimentos en sus componentes químicos, que luego se absorben para nutrir las células del cuerpo. En esta sección, observará más de cerca los procesos de digestión y absorción química.

digestión química

las moléculas de alimentos grandes (por ejemplo, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y almidones) deben descomponerse en subunidades lo suficientemente pequeñas como para ser absorbidas por el revestimiento del canal alimentario. Esto se logra mediante enzimas a través de la hidrólisis. Las muchas enzimas involucradas en la digestión química se resumen en la tabla 1.

la Tabla 1.,ic enzymes					Pancreatic amylase	Pancreatic acinar cells	Polysaccharides (starches)	α-Dextrins, disaccharides (maltose), trisaccharides (maltotriose)
Pancreatic enzymes	Pancreatic lipase	Pancreatic acinar cells	Triglycerides that have been emulsified by bile salts	Fatty acids and monoacylglycerides
Pancreatic enzymes	Trypsin*	Pancreatic acinar cells	Proteins	Peptides
*These enzymes have been activated by other substances.,

digestión de carbohidratos

la dieta promedio estadounidense es de aproximadamente 50 por ciento de carbohidratos, que se pueden clasificar de acuerdo con el número de monómeros que contienen de azúcares simples (monosacáridos y disacáridos) y/o azúcares complejos (polisacáridos). La glucosa, la galactosa y la fructosa son los tres monosacáridos que se consumen comúnmente y se absorben fácilmente., Su sistema digestivo también es capaz de descomponer el disacárido sacarosa (azúcar de mesa regular: glucosa + fructosa), lactosa (azúcar de la leche: glucosa + galactosa) y maltosa (azúcar de grano: glucosa + glucosa), y los polisacáridos glucógeno y almidón (cadenas de monosacáridos). Sus cuerpos no producen enzimas que puedan descomponer la mayoría de los polisacáridos fibrosos, como la celulosa. Si bien los polisacáridos indigestos no proporcionan ningún valor nutricional, sí proporcionan fibra dietética, que ayuda a impulsar los alimentos a través del canal alimentario.,

la digestión química de los almidones comienza en la boca y se ha revisado anteriormente.

en el intestino delgado, la amilasa pancreática hace el «trabajo pesado» para la digestión de almidón y carbohidratos (Figura 2). Después de que las amilasas descomponen el almidón en fragmentos más pequeños, la enzima de borde de cepillo α-dextrinasa comienza a trabajar en α-dextrina, rompiendo una unidad de glucosa a la vez. Tres enzimas de borde de cepillo hidrolizan sacarosa, lactosa y maltosa en monosacáridos., Insuficiencia de divisiones de la sacarosa en una molécula de fructosa y una molécula de glucosa; maltase rompe maltosa y maltotriosa en dos y tres moléculas de glucosa, respectivamente; y la lactasa descompone la lactosa en una molécula de glucosa y una molécula de galactosa. La insuficiencia de lactasa puede provocar intolerancia a la lactosa.

digestión de proteínas

Las proteínas son polímeros compuestos de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos para formar cadenas largas., La digestión los reduce a sus aminoácidos constituyentes. Por lo general, consume alrededor del 15 al 20 por ciento de su ingesta total de calorías como proteína.

la digestión de la proteína comienza en el estómago, donde el HCl y la pepsina rompen las proteínas en polipéptidos más pequeños, que luego viajan al intestino delgado. La digestión química en el intestino delgado es continuada por enzimas pancreáticas, incluyendo quimotripsina y tripsina, cada una de las cuales actúa sobre enlaces específicos en secuencias de aminoácidos., Al mismo tiempo, las células del borde del cepillo secretan enzimas como aminopeptidasa y dipeptidasa, que descomponen aún más las cadenas peptídicas. Esto resulta en moléculas lo suficientemente pequeñas como para entrar en el torrente sanguíneo.

digestión de lípidos

una dieta saludable limita la ingesta de lípidos al 35 por ciento de la ingesta total de calorías. Los lípidos dietéticos más comunes son los triglicéridos, que se componen de una molécula de glicerol unida a tres cadenas de ácidos grasos. También se consumen pequeñas cantidades de colesterol dietético y fosfolípidos.

Las tres lipasas responsables de la digestión de los lípidos son la lipasa lingual, la lipasa gástrica y la lipasa pancreática. Sin embargo, debido a que el páncreas es la única fuente consecuente de lipasa, prácticamente toda la digestión de lípidos ocurre en el intestino delgado., La lipasa pancreática descompone cada triglicérido en dos ácidos grasos libres y un monoglicérido. Los ácidos grasos incluyen ácidos grasos de cadena corta (menos de 10 a 12 carbonos) y de cadena larga.

digestión de ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos ADN y ARN se encuentran en la mayoría de los alimentos que consume. Dos tipos de nucleasa pancreática son responsables de su digestión: la desoxirribonucleasa, que digiere el ADN, y la ribonucleasa, que digiere el ARN., Los nucleótidos producidos por esta digestión se descomponen más por dos enzimas del borde del cepillo intestinal (nucleosidasa y fosfatasa) en pentosas, fosfatos y bases nitrogenadas, que pueden ser absorbidas a través de la pared del canal alimentario. En la Tabla 2 se resumen las moléculas grandes de los alimentos que deben descomponerse en subunidades.

la Tabla 2.,		hidratos de carbono	monosacáridos: glucosa, galactosa y fructosa
proteínas	aminoácidos individuales, dipéptidos y tripéptidos
triglicéridos	Monoacilglicéridos, glicerol y ácidos grasos libres
ácidos nucleicos	fosfatos y bases nitrogenadas

absorción

los procesos mecánicos y digestivos tienen un objetivo: convertir los alimentos en moléculas lo suficientemente pequeñas como para ser absorbidas por las células epiteliales de las vellosidades intestinales., La capacidad de absorción del canal alimentario es casi infinita. Cada día, el canal alimentario procesa hasta 10 litros de alimentos, líquidos y secreciones gastrointestinales, pero menos de un litro ingresa al intestino grueso. Casi todos los alimentos ingeridos, el 80 por ciento de los electrolitos y el 90 por ciento del agua se absorben en el intestino delgado. Aunque todo el intestino delgado está involucrado en la absorción de agua y lípidos, la mayor absorción de carbohidratos y proteínas ocurre en el yeyuno. En particular, las sales biliares y la vitamina B12 se absorbe en el íleon terminal., En el momento en que el quimo pasa delleumeon al intestino grueso, es esencialmente residuo de alimentos indigestibles (principalmente fibras vegetales como la celulosa), algo de agua y millones de bacterias.

La absorción puede ocurrir a través de cinco mecanismos: (1) transporte activo, (2) difusión pasiva, (3) difusión facilitada, (4) co-transporte (o transporte activo secundario), y (5) endocitosis., Como recordará del Capítulo 3, el transporte activo se refiere al movimiento de una sustancia a través de una membrana celular que va desde un área de menor concentración a un área de mayor concentración (hasta el gradiente de concentración). En este tipo de transporte, las proteínas dentro de la membrana celular actúan como «bombas», utilizando energía celular (ATP) para mover la sustancia., La difusión pasiva se refiere al movimiento de sustancias de un área de mayor concentración a un área de menor concentración, mientras que la difusión facilitada se refiere al movimiento de sustancias de un área de mayor a un área de menor concentración utilizando una proteína transportadora en la membrana celular. El Co-transporte utiliza el movimiento de una molécula a través de la membrana de mayor a menor concentración para impulsar el movimiento de otra de Menor a mayor. Finalmente, la endocitosis es un proceso de transporte en el que la membrana celular envuelve el material. Requiere energía, generalmente en forma de ATP.,

debido a que la membrana plasmática de la célula está compuesta de fosfolípidos hidrofóbicos, los nutrientes solubles en agua deben usar moléculas de transporte incrustadas en la membrana para ingresar a las células. Además, las sustancias no pueden pasar entre las células epiteliales de la mucosa intestinal porque estas células están unidas por uniones estrechas. Por lo tanto, las sustancias solo pueden entrar en los capilares sanguíneos pasando a través de las superficies apicales de las células epiteliales y en el líquido intersticial. Los nutrientes solubles en agua entran en la sangre capilar en las vellosidades y viajan al hígado a través de la vena porta hepática.,

en contraste con los nutrientes solubles en agua, los nutrientes solubles en lípidos pueden difundirse a través de la membrana plasmática. Una vez dentro de la célula, se empaquetan para su transporte a través de la base de la célula y luego entran en los lácteos de las vellosidades para ser transportados por los vasos linfáticos a la circulación sistémica a través del conducto torácico. La absorción de la mayoría de los nutrientes a través de la mucosa de las vellosidades intestinales requiere un transporte activo alimentado por ATP. Las vías de absorción para cada categoría de alimentos se resumen en la Tabla 3.,

la Tabla 3.,ids					Simple diffusion	Capillary blood in villi	Liver via hepatic portal vein
Lipids	Glycerol	Simple diffusion	Capillary blood in villi	Liver via hepatic portal vein
Lipids	Nucleic acid digestion products	Active transport via membrane carriers	Capillary blood in villi	Liver via hepatic portal vein

Carbohydrate Absorption

All carbohydrates are absorbed in the form of monosaccharides., El intestino delgado es altamente eficiente en esto, absorbiendo monosacáridos a una tasa estimada de 120 gramos por hora. Todos los carbohidratos dietéticos normalmente digeridos se absorben; las fibras indigestibles se eliminan en las heces. Los monosacáridos glucosa y galactosa son transportados a las células epiteliales por portadores de proteínas comunes a través del transporte activo secundario (es decir, co-transporte con iones de sodio). Los monosacáridos salen de estas células a través de la difusión facilitada y entran en los capilares a través de hendiduras intercelulares., La fructosa del monosacárido (que está en fruta) es absorbida y transportada por la difusión facilitada solamente. Los monosacáridos se combinan con las proteínas de transporte inmediatamente después de que los disacáridos se descomponen.

absorción de proteínas

Los mecanismos de transporte activos, principalmente en el duodeno y el yeyuno, absorben la mayoría de las proteínas como sus productos de degradación, aminoácidos. Casi toda la proteína (95 a 98 por ciento) se digiere y se absorbe en el intestino delgado. El tipo de portador que transporta un aminoácido varía. La mayoría de los portadores están vinculados al transporte activo de sodio., También se transportan activamente cadenas cortas de dos aminoácidos (dipéptidos) o tres aminoácidos (tripéptidos). Sin embargo, después de que entran en las células epiteliales absorbentes, se descomponen en sus aminoácidos antes de salir de la célula y entrar en la sangre capilar a través de la difusión.

absorción de lípidos

aproximadamente el 95 por ciento de los lípidos se absorben en el intestino delgado. Las sales biliares no solo aceleran la digestión lipídica, sino que también son esenciales para la absorción de los productos finales de la digestión lipídica., Los ácidos grasos de cadena corta son relativamente solubles en agua y pueden entrar directamente en las células absorbentes (enterocitos). A pesar de ser hidrofóbicos, el pequeño tamaño de los ácidos grasos de cadena corta les permite ser absorbidos por los enterocitos a través de la difusión simple, y luego tomar el mismo camino que los monosacáridos y aminoácidos en el capilar sanguíneo de una vellosidad.

Los ácidos grasos grandes e hidrofóbicos de cadena larga y los monoacilglicéridos no se suspenden tan fácilmente en el quimo intestinal acuoso., Sin embargo, las sales biliares y la lecitina resuelven este problema encerrándolas en una micela, que es una pequeña esfera con extremos polares (hidrofílicos) frente al ambiente acuoso y colas hidrofóbicas giradas hacia el interior, creando un ambiente receptivo para los ácidos grasos de cadena larga. El núcleo también incluye colesterol y vitaminas liposolubles. Sin micelas, los lípidos se sentarían en la superficie del quimo y nunca entrarían en contacto con las superficies absorbentes de las células epiteliales. Las micelas pueden apretarse fácilmente entre las microvellosidades y llegar muy cerca de la superficie de la célula luminal., En este punto, las sustancias lipídicas salen de la micela y se absorben a través de la difusión simple.

Los ácidos grasos libres y los monoacilglicéridos que entran en las células epiteliales se reincorporan a los triglicéridos. Los triglicéridos se mezclan con fosfolípidos y colesterol, y están rodeados de una capa de proteína. Este nuevo complejo, llamado quilomicrón, es una lipoproteína soluble en agua. Después de ser procesados por el aparato de Golgi, los quilomicrones se liberan de la célula. Demasiado grande para pasar a través de las membranas basales de los capilares sanguíneos, los quilomicrones entran en los poros grandes de los lácteos., Los lacteos se unen para formar los vasos linfáticos. Los quilomicrones se transportan en los vasos linfáticos y se vacían a través del conducto torácico hacia la vena subclavia del sistema circulatorio. Una vez en el torrente sanguíneo, la enzima lipoproteína lipasa descompone los triglicéridos de los quilomicrones en ácidos grasos libres y glicerol. Estos productos de degradación luego pasan a través de las paredes capilares para ser utilizados como energía por las células o almacenados en el tejido adiposo como grasa., Las células hepáticas combinan los remanentes de quilomicrones con proteínas, formando lipoproteínas que transportan el colesterol en la sangre.

absorción de ácido nucleico

Los productos de la digestión de ácido nucleico—azúcares pentosa, bases nitrogenadas e iones fosfato—son transportados por portadores a través del epitelio de las vellosidades a través del transporte activo. Estos productos luego entran en el torrente sanguíneo.,

absorción Mineral

Los electrolitos absorbidos por el intestino delgado provienen tanto de secreciones gastrointestinales como de alimentos ingeridos. Dado que los electrolitos se disocian en iones en el agua, la mayoría se absorben a través del transporte activo a lo largo de todo el intestino delgado. Durante la absorción, los mecanismos de co-transporte resultan en la acumulación de iones de sodio dentro de las células, mientras que los mecanismos anti-Puerto reducen la concentración de iones de potasio dentro de las células. Para restaurar el gradiente de sodio y potasio a través de la membrana celular, una bomba de sodio y potasio que requiere ATP bombea sodio y potasio.,

en general, todos los minerales que ingresan al intestino se absorben, los necesite o no. El hierro y el calcio son excepciones; se absorben en el duodeno en cantidades que cumplen con los requisitos actuales del cuerpo, como sigue:

Hierro—El Hierro iónico necesario para la producción de hemoglobina se absorbe en las células de la mucosa a través del transporte activo. Una vez dentro de las células de la mucosa, el hierro iónico se une a la proteína ferritina, creando complejos hierro-ferritina que almacenan hierro hasta que se necesita. Cuando el cuerpo tiene suficiente hierro, la mayor parte del hierro almacenado se pierde cuando las células epiteliales desgastadas se desprenden., Cuando el cuerpo necesita hierro porque, por ejemplo, se pierde durante el sangrado agudo o crónico, hay una mayor absorción de hierro del intestino y la liberación acelerada de hierro en el torrente sanguíneo. Dado que las mujeres experimentan una pérdida significativa de hierro durante la menstruación, tienen alrededor de cuatro veces más proteínas de transporte de hierro en sus células epiteliales intestinales que los hombres.

calcio-los niveles sanguíneos de calcio iónico determinan la absorción del calcio dietético., Cuando los niveles sanguíneos de calcio iónico caen, la hormona paratiroidea (PTH) secretada por las glándulas paratiroideas estimula la liberación de iones de calcio de las matrices óseas y aumenta la reabsorción de calcio por los riñones. La PTH también regula la activación de la vitamina D en el riñón, lo que facilita la absorción intestinal de iones de calcio.

absorción de vitaminas

el intestino delgado absorbe las vitaminas que se encuentran naturalmente en los alimentos y suplementos. Las vitaminas liposolubles (A, D, E Y K) se absorben junto con los lípidos dietéticos en micelas a través de la difusión simple., Esta es la razón por la que se recomienda comer algunos alimentos grasos cuando se toman suplementos vitamínicos solubles en grasa. La mayoría de las vitaminas solubles en agua (incluidas la mayoría de las vitaminas B y la vitamina C) también se absorben por difusión simple. Una excepción es la vitamina B12, que es una molécula muy grande. El factor intrínseco secretado en el estómago se une a la vitamina B12, impidiendo su digestión y creando un complejo que se une a los receptores de la mucosa en elleumeon terminal, donde es absorbido por la endocitosis.

absorción de agua

Cada día, aproximadamente nueve litros de líquido ingresan al intestino delgado. Alrededor de 2.,Se ingieren 3 litros en alimentos y bebidas, y el resto proviene de secreciones gastrointestinales. Alrededor del 90 por ciento de esta agua se absorbe en el intestino delgado. La absorción de agua es impulsada por el gradiente de concentración del agua: la concentración de agua es mayor en quimo que en las células epiteliales. Por lo tanto, el agua desciende por su gradiente de concentración desde el quimo hacia las células. Como se señaló anteriormente, gran parte del agua restante se absorbe en el colon.

revisión del Capítulo

el intestino delgado es el sitio de la mayoría de la digestión química y casi toda la absorción., La digestión química descompone las grandes moléculas de alimentos en sus bloques de construcción químicos, que luego pueden ser absorbidos a través de la pared intestinal y en la circulación general. Las enzimas del borde del cepillo Intestinal y las enzimas pancreáticas son responsables de la mayoría de la digestión química. La descomposición de la grasa también requiere bilis.

La mayoría de los nutrientes son absorbidos por mecanismos de transporte en la superficie apical de los enterocitos. Las excepciones incluyen lípidos, vitaminas liposolubles y la mayoría de las vitaminas solubles en agua., Con la ayuda de sales biliares y lecitina, las grasas de la dieta se emulsionan para formar micelas, que pueden llevar las partículas de grasa a la superficie de los enterocitos. Allí, las micelas liberan sus grasas para difundirse a través de la membrana celular. Las grasas se vuelven a ensamblar en triglicéridos y se mezclan con otros lípidos y proteínas en quilomicrones que pueden pasar a los lacteos. Otros monómeros absorbidos viajan desde los capilares sanguíneos en las vellosidades a la vena porta hepática y luego al hígado.,

autocomprobación

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