23.7: Digestión química y absorción - Una mirada más cercana

Digestión de carbohidratos

La dieta estadounidense promedio es de aproximadamente 50 por ciento de carbohidratos, los cuales pueden clasificarse según 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). Tus cuerpos no producen enzimas que puedan descomponer la mayoría de los polisacáridos fibrosos, como la celulosa. Si bien los polisacáridos indigeribles no aportan ningún valor nutricional, sí aportan fibra dietética, lo que ayuda a impulsar los alimentos a través del canal alimentario.

La digestión química de los almidones comienza en la boca y ha sido revisada anteriormente.

En el intestino delgado, la amilasa pancreática realiza el 'levantamiento pesado' para la digestión de almidón y carbohidratos (Figura\(\PageIndex{2}\)). Después de que las amilasas descomponen el almidón en fragmentos más pequeños, la enzima α-dextrinasa del borde del cepillo comienza a trabajar en α-dextrina, rompiendo una unidad de glucosa a la vez. Tres enzimas brocha hidrolizan sacarosa, lactosa y maltosa en monosacáridos. La sacarasa divide la sacarosa en una molécula de fructosa y una molécula de glucosa; la maltasa descompone la maltosa y la 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 lactasa insuficiente puede llevar a la intolerancia a la lactosa.

Digestión de proteínas

Las proteínas son polímeros compuestos por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos para formar cadenas largas. La digestión los reduce a sus aminoácidos constituyentes. Suele consumir 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 (Figura\(\PageIndex{3}\)). 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 de cepillo secretan enzimas como la aminopeptidasa y la dipeptidasa, que descomponen aún más las cadenas peptídicas. Esto da como resultado moléculas lo suficientemente pequeñas como para ingresar al torrente sanguíneo (Figura\(\PageIndex{4}\)).

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, los cuales están formados por una molécula de glicerol unida a tres cadenas de ácidos grasos. También se consumen pequeñas cantidades de colesterol y fosfolípidos en la dieta.

Las tres lipasas responsables de la digestión lipídica son lipasa lingual, lipasa gástrica y lipasa pancreática. Sin embargo, debido a que el páncreas es la única fuente consecuente de lipasa, prácticamente toda la digestión lipídica ocurre en el intestino delgado. La lipasa pancreática descompone cada triglicérido en dos ácidos grasos libres y un monoglicérido. Los ácidos grasos incluyen tanto ácidos grasos de cadena corta (menos de 10 a 12 carbonos) como ácidos grasos 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 aún más por dos enzimas de borde de cepillo intestinal (nucleosidasa y fosfatasa) en pentosas, fosfatos y bases nitrogenadas, que pueden ser absorbidas a través de la pared del canal alimentario. Se resumen las grandes moléculas alimenticias que deben descomponerse en subunidades Tabla\(\PageIndex{2}\)

Absorción de carbohidratos

Todos los carbohidratos se absorben en forma de monosacáridos. El intestino delgado es altamente eficiente en esto, absorbiendo monosacáridos a una tasa estimada de 120 gramos por hora. Todos los carbohidratos de la dieta normalmente digeridos son absorbidos; las fibras indigeribles 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 vía difusión facilitada y entran en los capilares a través de hendiduras intercelulares. La fructosa monosacárida (que se encuentra en el fruto) es absorbida y transportada solo por difusión facilitada. Los monosacáridos se combinan con las proteínas transportadoras inmediatamente después de que se descomponen los disacáridos.

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 descomposición, los aminoácidos. Casi toda la proteína (95 a 98 por ciento) es digerida y absorbida 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 ingresan a las células epiteliales absorbentes, se descomponen en sus aminoácidos antes de salir de la célula y entrar en la sangre capilar por difusión.

Absorción de lípidos

Alrededor del 95 por ciento de los lípidos son absorbidos en el intestino delgado. Las sales biliares no solo aceleran la digestión lipídica, 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 ingresar directamente a las células absorbentes (enterocitos). A pesar de ser hidrófobos, el pequeño tamaño de los ácidos grasos de cadena corta les permite ser absorbidos por los enterocitos a través de una simple difusión, y luego tomar el mismo camino que los monosacáridos y aminoácidos hacia el capilar sanguíneo de una vellosidad.

Los ácidos grasos grandes e hidrófobos 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 esfera diminuta con extremos polares (hidrófilos) enfrentados 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 comprimirse fácilmente entre las microvellosidades y llegar muy cerca de la superficie celular luminal. En este punto, las sustancias lipídicas salen de la micela y son absorbidas por simple difusión.

Los ácidos grasos libres y monoacilglicéridos que ingresan a las células epiteliales se reincorporan a los triglicéridos. Los triglicéridos se mezclan con fosfolípidos y colesterol, y se rodean con una cubierta proteica. Este nuevo complejo, llamado quilomicrón, es una lipoproteína soluble en agua. Después de ser procesados por el aparato de Golgi, se liberan quilomicrones de la célula (Figura\(\PageIndex{6}\)). Demasiado grandes para pasar a través de las membranas basales de los capilares sanguíneos, los quilomicrones ingresan en cambio a los grandes poros de los lacteos. 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 descomposición 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 restos de quilomicrones restantes con proteínas, formando lipoproteínas que transportan colesterol en la sangre.

Ácido nucleico Absorcion

Los productos de la digestión de ácidos nucleicos—azúcares de pentosa, bases nitrogenadas e iones fosfato— son transportados por portadores a través del epitelio velloso a través del transporte activo. Estos productos luego ingresan al torrente sanguíneo.

Absorción de minerales

Los electrolitos absorbidos por el intestino delgado son tanto de secreciones GI como de alimentos ingeridos. Dado que los electrolitos se disocian en iones en el agua, la mayoría son absorbidos a través del transporte activo por todo el intestino delgado. Durante la absorción, los mecanismos de cotransporte 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-potasio a través de la membrana celular, una bomba de sodio-potasio que requiere ATP bombea sodio y potasio adentro.

En general, todos los minerales que ingresan al intestino son absorbidos, ya sea que los necesite o no. El hierro y el calcio son excepciones; se absorben en el duodeno en cantidades que cumplen con los requerimientos actuales del organismo, de la siguiente manera:

Hierro —El hierro iónico necesario para la producción de hemoglobina es absorbido 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 de 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 captación de hierro del intestino y una 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 de calcio en la dieta. Cuando bajan los niveles sanguíneos de calcio iónico, la hormona paratiroidea (PTH) secretada por las glándulas paratiroides estimula la liberación de iones de calcio de las matrices óseas y aumenta la reabsorción de calcio por los riñones. La PTH también aumenta 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 de forma natural en los alimentos y suplementos. Las vitaminas liposolubles (A, D, E y K) se absorben junto con los lípidos de la dieta en micelas a través de una simple difusión. Es por ello que te aconsejan comer algunos alimentos grasos cuando tomas suplementos vitamínicos liposolubles. La mayoría de las vitaminas solubles en agua (incluyendo la mayoría de las vitaminas B y vitamina C) también se absorben por simple difusión. Una excepción es la vitamina B ₁₂, que es una molécula muy grande. El factor intrínseco secretado en el estómago se une a la vitamina B ₁₂, impidiendo su digestión y creando un complejo que se une a los receptores mucosos en el íleon terminal, donde es absorbido por la endocitosis.

Absorción de Agua

Cada día, unos nueve litros de líquido ingresan al intestino delgado. Alrededor de 2.3 litros se ingieren en alimentos y bebidas, y el resto es de secreciones GI. 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 el quimo que en las células epiteliales. Así, el agua baja su gradiente de concentración desde el quimo hacia las células. Como se señaló anteriormente, gran parte del agua restante se absorbe entonces en el colon.