Sistema Gastrointestinal - Digestió i absorció (2014)

Vista previa del texto

SISTEMA GASTROINTESTINAL (III) – Digestió i absórció ORGANITZACIÓ FUNCIONAL DE L’INTESTÍ L’intestí prim és una unitat funcional dividida en 3 àrees anatòmiques – duodè, jejú i ili. Tot i això, només una unitat és funcionalment l’encarregada de la digestió i absorció d’aigua, electròlits i principis immediats.
El duodè és una zona de reequilibri de solucions gàstriques. És un abocat de secrecions digestives. No s’hi dóna gaire l’absorció.
El jejú és una zona de digestió enzimàtica. És la zona de major absorció (on s’absorbeixen el 100% dels lípids).
L’ili és una zona d’absorció. Hi trobem transportadors específics per sals biliars i per la vitamina B12.
SUPERFÍCIE INTESTINAL D’ABSORCIÓ CÈL·LULES DE L’EPITELI INTESTINAL El tipus cel·lular bàsic és l’enteròcit. Són cèl·lules unides les unes amb les altres mitjançant unions estretes. Són cèl·lules polaritzades i per tant només expressen bomba de sodi/potassi a la zona basolateral. En la zona apical hi ha una gran quantitat de proteïnes especialitzades en receptors i transportadors per absorbir els nutrients.
A part d’enteròcits també trobem cèl·lules endocrines i cèl·lules indiferenciades proliferatives.
caliciformes, DIGESTIÓ D’HIDRATS DE CARBONI APORTAMENT DIETÈTIC CEL·LULOSA La cel·lulosa (molècules de glucosa unides per enllaços β1-4) és indigestible pels animals. És osmòticament activa – augmenta el contingut intestinal i afavoresx la motilitat (efecte osmòtic – generarà fluxos d’aigua).
En herbívors la digestió depèn de la flora bacteriana – bactèries celulolítiques. En no herbívors passa a formar part de la fibra dietètica (passarà intacta a través de l’aparell digestiu).
MIDÓ I GLUCOGEN Trobem amilosa (glucoses unides per enllaços α1-4) i amilopeptines (glucosa unides per enllaços α1-4 i α1-6).
DISACÀRIDS Trobem sacarosa (glucosa + fructosa, enllaços β-1-β-2; lactosa (glucosa + galactosa, enllaç β1-4) i maltosa (glucosa + glucosa, enllaç α1-4).
DIGESTIÓ ENZIMÀTICA Dependent d’enzims salivars (α-amilasa), enzims pancreàtics (α-amilasa) i enzims epitelials.
α-AMILASA Digestió deguda fonamentalment a secreció pancreàtica. Hidrolitza enllaços α1-4 interns. La seva activitat és sensible al pH – és activa a pH neutre. Degrada amiloses i amilopeptines principalment. Genera dextrines com la maltosa, la maltotriosa (3 glucoses amb enllaços α1-4) i les α-Dextrines (glucoses unides per enllaços α1-6 – ramificacions de l’amilopeptina).
ENZIMS EPITELIALS – Disacaridases Estan produïts per les cèl·lules de l’epiteli intestinal. Estan situats al bord en raspall dels enteròcits. Hidrolitzen oligosacàrids com ara: Maltasa – hidrolitza enllaços α1-4 terminals. Hidrolitza maltosa i maltotriosa i produeix molècules de glucosa.
Isomaltasa – hidrolitza enllaços α1-6. Hidrolitza α-dextrines i produeix molècules de glucosa.
Glucoamilasa – hidrolitza enllaços α1-4 i en menor mesura α1-6. Hidrolitza maltosa, maltotriosa i α-dextrines. Produeix molècules de glucosa.
Sacarasa – hidrolitza sacarosa, produint glucosa i fructosa.
Lactasa – hidrolitza lactosa, produint glucosa i galactosa. És un enzim induïble.
A partir de l’aportament dietètic formem productes que no poden ser absorbits fins que són transformats per les disacaridases dels enteròcits cap a sucres senzills. Al final del procés obtenim glucosa, fructosa i galactosa (els 3 que absorbim).
ABSORCIÓ ABSORCIÓ DE MONOSACÀRIDS Per l’absorció de monosacàrids tenim tres mecanismes de transport específics: SGLT-1 (transportador de glucosa-1 acoblat a Na+) – està situat a la membrana apical.
Absorbeix glucosa i galactosa mitjançant un transport actiu acoblat a sodi.
GLUT-5 (facilitador del transport de glucosa-5) – transportador de fructosa per difusió facilitada. Situat a la membrana apical del jejú.
GLUT-2 (facilitador del transport de glucosa-2) – transportador d’hexoses per difusió facilitada. Pas de monosacàrids a l’espai extracel·lular (sang).
Imatge d’un enteròcit. Es resumeix el procés de digestió per la generació dels 3 monosacàrids. El GLUT-5 transporta fructosa. El SGLT-1 està acoblat a sodi (per cada molècula de sucre entren dues de sodi) i transporta glucosa i galactosa. A la membrana basolateral té GLUT-2 que és un transportador inespecífic d’hexoses – agafem els monosacàrids i cap a la sang. I ja està.
ALTERACIONS – En l’absorció de monosacàrids No coneixem cap mecanisme de control per l’absorció de monosacàrids, però sí alteracions. Una és la falta de disacaridases epitelials.
L’altre és la deficiència de lactasa. Aquesta, biològicament té sentit ja que l’únic període en que prenem llet és en la lactació. Quan desapareix això, també desapareix l’enzim. Però nosaltres som una espècie degenerada que segueix prenen llet quan no hauria. Per tant la gent que no ha degenerat, a mesura que la dieta evoluciona l’enzim desapareix i esdevenen intolerants a la lactosa. Però recordem que la lactasa és un enzim induïble – la seva activitat és recuperable per addició de lactosa a la dieta.
DIGESTIÓ DE PROTEÏNES APORTAMENT DIETÈTIC Aportament proteic: proteïna dietètica, proteïna bacteriana i proteïna de mort cel·lular (descamació epitelial).
Aportament d’aminoàcids essencials: important en herbívors no rumiants.
DIGESTIÓ ENZIMÀTICA Digestió gàstrica: depèn de la pepsina; té una activitat endopeptidasa pH dependent (és activa a pHs àcids, d’entre 1-3). La digestió comporta la hidròlisi del col·lagen.
No és imprescindible.
Digestió intestinal luminal: depèn d’enzims proteolítics pancreàtics.
Aquest pas és imprescindible – la secreció és necessària.
Digestió en bord en raspall: depèn d’oligopeptidases dels enteròcits.
Procés: ACTIVACIÓ DE PROTEASES PANCREÀTIQUES Les proteases pancreàtiques són secretades com a pro-enzims (en forma inactiva). El procés d’activació es genera per un feedback positiu. Depèn d’un producte de l’intestí que formen els enteròcits que és l’enteroquinasa duodenal. És una proteasa el substrat de la qual és el tripsinogen (enzim pancreàtic). Si hi ha tripsinogen, es forma tripsina – forma activa de l’enzim. Aquesta tripsina digereix proteïnes i comença a digerir la resta d’enzims que hi ha al pàncrees i els passa de formes inactives a formes actives. El procés es va amplificant – feedback positiu. L’enteroquinasa només activa tripsina. La tripsina és la que la lia parda.
ABSORCIÓ S’absorbeixen oligopèptids (2-3AA) per transport facilitat processat en l’enteròcit (hidròlisi per endo-oligopeptidases generant AA lliures); aminoàcids (transport actiu depenent de transportadors específics situats a la membrana apical acoblats al transport de sodi – hi ha 20 AA, però no hi ha 20 sistemes de transport per tant són mecanismes saturables i bastant inespecífics, donant-se fenòmens de competència entre substrats). També s’absorbeixen pèptids – l’intestí té capacitat d’absorbir per pinocitosi pèptids sencers. Això és important en nounats – hi ha una transferència d’immunitat passiva on es capten les immunoglobulines senceres. Als pocs dies es perd aquesta capacitat. En l’adult es guarda de forma residual, però es pot donar, per exemple en els prions.
DIGESTIÓ DE LÍPIDS APORTAMENT DIETÈTIC Obtenim lípids a partir triglicèrids, d’èsters de colesterol, de fosfolípids i de vitamines liposolubles (K, A, D, E). Són compostos caracteritzats per la seva baixa o nul·la solubilitat en aigua.
DIGESTIÓ Es tracta d’un procés químic que fa que productes insolubles en aigua siguin absorbits per difusió passiva.
Aquest procés depèn de 4 mecanismes: 1.
2.
3.
4.
Secreció de bilis i enzims amb activitat lipolítica Procés d’emulsificació Procés d’hidròlisi enzimàtica Procés de solubilització de productes de la lipòlisi en micel·les de sals biliars EMULSIFICACIÓ – disgregació estable de gotes de grassa en l’intestí prim (duodè) depenent de la secreció biliar (de sals biliars i de fosfolípids com les lecitines).
DIGESTIÓ ENZIMÀTICA – la duen a terme lipases, la fosfolipasa A2 i la colesterol esterasa.
ABSORCIÓ DE LÍPIDS En l’estómac, els lípids no fan res. Viatgen en forma de gotes cap a l’intestí. Són gotes de més de 100A – els enzims no són capaços d’atacar. En el duodè es barregen amb les sals biliars, redueixen la tensió superficial i es formen micel·les de 50A que sí poden ser atacades, i a més sí són estables. Aquestes sals biliars funcionen com un sabó biològic.
A aquestes micel·les entren els enzims digestius per la digestió de lípids – el procés complet de lipòlisi genera àcids grassos lliures, monoglicèrids, colesterol i isolecitina. Aquests productes segueixen formant micel·les (són encara productes lipídics) però ara de mida més reduïda (30A) i combinades amb les sals biliars. A elles s’hi uneixen vitamines liposolubles. Ara les hem d’absorbir – l’únic que han de fer és entrar en contacte amb la membrana de l’enteròcit on trobem mecanismes de transport de productes d’hidròlisi fins el bord en raspall per l’absorció.
L’absorció per tant es fa per difusió passiva (alguns àcids grassos entren per transport facilitat però és un transport minoritari) però nomes els productes que interessen – les sals no entren.
PROCESSAT INTRACEL·LULAR DE LÍPIDS Hi ha un procés invers al de digestió enzimàtica. Dins de l’enteròcit, els monoglicèrids i més lípids simples s’ajunten per formar molècules més complexes. Es combinen amb un tipus de proteïnes, les apoliproteïnes, per formar els quilomicrons, els quals són estables en medi aquós.
L’assemblatge i formació dels quilomicrons es dóna al reticle endoplasmàtic rugós o a l’aparell de Golgi (se sintetitzen els lípids en el reticle endoplasmàtic llis i es transporten al reticle endoplasmàtic rugós).
El problema dels quilomicrons és que són molt grans – són partícules de lipoproteïnes formades per triglicèrids (80-90%), colesterol i èsters de colesterol (2%), fosfolípids (89%), vitamines liposolubles i proteïnes (2% - apoliproteïnes). És per això que s’envien al medi extracel·lular per exocitosi a través de la membrana basolateral però no poden entrar als capil·lars. Llavors entren a circulació limfàtica pels capil·lars limfàtics, que després desemboca a la circulació sistèmica.
Hi ha una excepció – en Jacints no hi ha capil·lars limfàtics. Si no n’hi ha, com s’incorporen els quilomicrons a circulació? Els capil·lars són de tipus fenestrat – deixen forats en l’endoteli (com porus) i per allà és per on s’incorporen els quilomicrons a sang.
QUADRE RESUM – Digestió i absorció de lípids ABSORCIÓ DE VITAMINES Les vitamines liposolubles (K, A, D, E) entren per difusió passiva, acompanyant als lípids en les micel·les.
Les vitamines hidrosolubles entren per difusió passiva com a mecanisme predominant; trobem excepcions com l’àcid fòlic que entra per transport actiu i la vitamina B12 que és dependent del factor intrínsec gàstric (difusió facilitada).
MOVIMENT D’AIGUA I ELECTRÒLITS L’aigua i els electròlits són nutrients que únicament obtenim de la dieta. L’intestí és la font d’ambdós productes pel manteniment del medi intern.
Els electròlits primaris són Na+, K+, HCO3-, Cl-, Ca2+, Fe2+.
Els mecanismes són bidireccionals, trobem mecanismes combinats d’absorció i secreció. Depenent de les condicions es donarà una cosa o una altra.
Aquet moviment es dóna al llarg de tot l’intestí, inclòs el colon. Mecanismes similars són els de difusió per gradient osmòtic (aigua), difusió per gradients electroquímics i transportadors actius o facilitats.
Trobem 2 vies: la paracel·lular (unions estretes permeables a aigua) i la transcel·lular (aquaporines).
Sobre el flux bidireccional d’aigua: el 97% d’aigua s’incorpora absorbida per les aquaporines. El balanç d’absorció en el moviment per difusió passiva associada a gradients osmòtics és net.
Les aquaporines són proteïnes de membrana que funcionen com porus o canals pel pas de l’aigua. Són presents en membranes apical i basolateral.
Un dels factors determinants dels fluxos d’aigua és la tonicitat del contingut intestinal. Els fluxos d’aigua es generen tenint en compte que el tub digestiu treballa sempre de forma que el contingut luminal tingui una concentració miliosmolar de 300 (treballa en isotonia).
En el procés de digestió es generen productes osmòticament actius en el lumen, i la pressió osmòtica augmenta. Llavors hi ha secreció d’aigua per mantenir la isotonicitat de 300 mosmolar. A mida que s’absorbeixen els nutrients, disminueix la pressió forçant així l’absorció d’aigua. Tot sempre amb un balanç net d’absorció (en condicions normals).
SECRECIÓ INTESTINAL SECRECIÓ D’AIGUA Secreció d’aigua dependent de pressions osmòtiques.
SECRECIÓ DE IONS La secreció de ions serveix per donar tonicitat al contingut digestiu. Així doncs es pot regular la fluïdesa del contingut per l’entrada i sortida d’aigua consegüent.
És una secreció que manté la fluïdesa del contingut intestinal i que facilita la barreja, digestió i propulsió del contingut.
La secreció de ions és un procés controlat, ja sigui per hormones (glucagó, secretina, VIP, PGs); per NT (Ach, 5-HT, substància P) i inclús toxines bacterianes (còlera, E. Coli).
Si es produeixen desajustaments (per exemple per toxines bacterianes) es produeixen diarrees. Trobem dos tipus de diarrees: osmòtiques i motores (es dóna quan no s’absorbeixen els nutrients).
Si el que es dóna és un augment de la secreció iònica, ens trobem davant una diarrea secretora la qual es veu induïda per toxines bacterianes o víriques. L’estímul principal que desencadena aquest tipus de diarrees és la secreció de Cl-.
...