8 digestion de carbohidrtos

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CARBOHIDRATOS.

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN

Patricia Landázuri MSc, PhD

Programa de Medicina Universidad del Quindío

Digestión Objetivo General: estudiar la digestión y absorción de carbohidratos. Objetivos específicos:  Estudiar la digestión y la absorción de los carbohidratos.  Estudiar transporte de carbohidratos

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Estructura, función y metabolismo de carbohidratos competencias: al finalizar el tema el estudiante podrá describir las enzimas básicasde digestión, los lugares de acción y los transportadores de los carbohidratos

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Digestion y absorción de carbohidratos

- DEFINICIÓN DE TÉRMINOS -Digestión. -Transformación de los alimentos en sustancias absorbibles. - incluye rompimiento, mecánico y químico en moléculas absorbibles. -Donde: sistema digestivo

- Absorción de nutrientes. -Paso de los productos absorbibles de la digestión desde la luz intestinal a la circulación.

- Metabolismo. -Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Sistema Digestivo en distintos individuos heterótrofos Esófago Buche Intestino Faringe

Ano

Boca

Esófago

Buche Intestino Recto Ano

Mandíbula

Esófago Estómago Intestino Recto Boca

Ano

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Nutrientes

- Almidón Polisacáridos

Carbohidratos de la dieta

Disacáridos

- Glucógeno

granos, harinas, tubérculos, legumbres carnes

- Sacarosa

frutas, azúcar de mesa, remolacha

- Lactosa

Leche y derivados

- Glucosa Monosacáridos

- Carbohidratos Carbohidratos - Lípidos - Proteínas - Vitaminas - Minerales

- Fructosa - Galactosa

frutas, miel, golosinas, etc.

DIGESTIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS • BOCA La digestión de los carbohidratos ocurre en la boca y en el intestino delgado. Las glándulas salivales secretan αamilasa, la cual inicia la hidrólisis del almidón . Esta enzima es una endoglucosidasa que hidroliza enlaces α(1-4) glucosídicos internos, pero no ataca los enlaces α(1-6).

Da como productos finales maltosa, algo de glucosa y dextrinas límites. • ESTÓMAGO Cuando el bolo alimenticio llega al estómago y se impregna de ácido clorhídrico, la αamilasa salival se inactiva.

• INTESTINO DELGADO La digestión de los carbohidratos continua en el intestino delgado, catalizada por la amilasa pancreática. La α-amilasa hidroliza el almidón a maltosa, maltotriosa (trímero de glucosas unidas por dos enlaces α (1,4) glucosídicos) y oligosacáridos de unos 8 residuos de largo: DEXTRINAS.

Las dextrinasas del intestino delgado catalizan la hidrólisis de las dextrinas desde el extremo no reductor para liberar glucosa. Los disacáridos se hidrolizan en el borde en cepillo de la mucosa intestinal, mediante α-D glucosidasas específicas (MALTASA y SUCRASA) Y β glucosidasa (LACTASA) .

fructosa sucrasa lactasa

galactosa

Las disacaridasas, que incluyen a la maltasa, la isomaltasa, la sacarasa, la lactasa y la trehalasa, actúan sobre los carbohidratos más pequeños para liberar monosacáridos de los sustratos correspondientes. La actividad de las disacaridasas (OLIGOSACARIDASAS) es mayor en las primeras porciones del yeyuno que en el duodeno o en el íleon.

Los monosacáridos así formados (galactosa, fructosa y glucosa) en la luz intestinal pasan al sistema porta, para dirigirse al hígado y después ser transportados a los diferentes tejidos (cerebro: 100-200 g/día, eritrocitos, plaquetas, leucocitos y músculo: 50g/día, tejido adiposo y riñones necesitan alrededor de 30-20 g/día.

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Digestión y absorción de carbohidratos

Ptialina o Amilasa salival

pH ácido, inactiva la enzima

- Amilasa pancreática - Isomaltasa - maltasa-glucoamilasa - sacarasa - lactasa

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Digestión del Almidón CH2OH

CH2OH O

H HO

H OH

H

H

OH

O

H

H O

CH2OH

CH2OH H

H OH

H

H

OH

O

H O

H OH

H

H

OH

O

H

H O

H OH

H

H

OH

H OH

n

Amilasa pancreática

Oligosacáridos

HOCH2

HOCH2 O

H H OH

H

H

O

H O

H OH

H OH

OH

CH2OH

CH2OH O

H ....... O

H

H

OH

O

O

..... O

H OH

H

H

OH

H OH

H

H

OH

O

H

H O

H OH

H

H

OH

OH

Maltotriosas CH2OH O

H O

H

O

CH2 H

OH

Maltosas

H

CH2OH

CH2OH H

H

H

H OH

H

O

H OH

H

H

OH

O

H

H O

H OH

H

H

OH

H ...... O

H

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Disacaridasas HOCH2

CH2OH

HOCH2 O

H H OH

H

H H OH

O

H

H C OH

O

H

Maltasa

HO C H

H

H C OH

OH

OH H

OH

H

OH

Maltosa CH2OH H OH

CH2OH

H

H

OH OH

O

H H

O H

H2O

O H O

2

OH

H C CH2OH

H

H OH

H

H

OH

OH

Glucosa CH2OH

H

O

H HO

H C OH

CH2OH

OH

Sacarosa

H C OH H C OH Sacarasa HO C H

O H O OH

H C OH C HH2O

OH

H

CH2OH CH O

CH2OH

CH2OH O

H

H

OH

+

HO

H H

OH OH

OH

Glucosa

O

OH

Fructosa

H OH

O H

H

OH

H C OH

H

OH H

H

H

CH CH22OH OH

OH H

HO C H O

CH2OH

Lactosa

H C OH Lactasa

H

H C OH

H2HOC

CH2OH

O

CH2OH

H C OH OO H H CH H H 2OH

H H

OH H OH OH OH OH OH OH D-Fructosa H H

H

-D-Fructofuranosa

HO C H

H C OH OH

H

CH2OH

CH2OH

OH H

Glucosa D-Manosa (-D-Manopiranosa)

O H

OH

+

H CH2OH O H

OH

OH

H

H

OH

H

HO

H

OH

CH2OH

OH H Galactosa

D-Galactosa (-D-Galactopiranosa) -D-Fructofuranosa

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Digestión del Almidón CH2OH

CH2OH O

H HO

H OH

H

H

OH

O

H

H O

CH2OH

CH2OH H

H OH

H

H

OH

O

H O

H OH

H

H

OH

O

H

H O

H OH

H

H

OH

H OH

n

Amilasa pancreática

Oligosacáridos

HOCH2

HOCH2 O

H H OH

H

H

O

H O

H OH

H OH

OH

CH2OH

CH2OH O

H ....... O

H

H

OH

O

O

..... O

H OH

H

H

OH

H OH

H

H

OH

O

H

H O

H OH

H

H

OH

OH

Maltotriosas CH2OH O

H O

H

O

CH2 H

OH

Maltosas

H

CH2OH

CH2OH H

H

H

H OH

H

O

H OH

H

H

OH

O

H

H O

H OH

H

H

OH

H ...... O

H

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Almidón

Amilosa

Amilopectina

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

α-1,6

Amilopectina α-1,6 α-1,6 α-1,4

α-1,4

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Disacaridasas HOCH2

CH2OH

HOCH2 O

H H OH

H

H H OH

O

H

H C OH

O

H

Maltasa

HO C H

H

H C OH

OH

OH H

OH

H

OH

Maltosa CH2OH H OH

CH2OH

H

H

OH OH

O

H H

O H

H2O

O H O

2

OH

H C CH2OH

H

H OH

H

H

OH

OH

Glucosa CH2OH

H

O

H HO

H C OH

CH2OH

OH

Sacarosa

H C OH H C OH Sacarasa HO C H

O H O OH

H C OH C HH2O

OH

H

CH2OH CH O

CH2OH

CH2OH O

H

H

OH

+

HO

H H

OH OH

OH

Glucosa

O

OH

Fructosa

H OH

O H

H

OH

H C OH

H

OH H

H

H

CH CH22OH OH

OH H

HO C H O

CH2OH

Lactosa

H C OH Lactasa

H

H C OH

H2HOC

CH2OH

O

CH2OH

H C OH OO H H CH H H 2OH

H H

OH H OH OH OH OH OH OH D-Fructosa H H

H

-D-Fructofuranosa

HO C H

H C OH OH

H

CH2OH

CH2OH

OH H

Glucosa D-Manosa (-D-Manopiranosa)

O H

OH

+

H CH2OH O H

OH

OH

H

H

OH

H

HO

H

OH

CH2OH

OH H Galactosa

D-Galactosa (-D-Galactopiranosa) -D-Fructofuranosa

Resumen Se lleva a cabo en:

•Boca •Estómago (duodeno) •Intestinos.

Enzimas que participan: •Amilasa salival •Amilasa pancreática •Amilo-1-6-glucosidasa •Maltasa •Sacarasa •Lactasa

Productos finales: •Glucosa •Fructosa •Galactosa

Estructura, función y metabolismo de carbohidratos

Estructuras especializadas en absorción

Absorción Simple difusión

Transporte activo

• Velocidad de absorción es igual a la concentración del monosacárido (en la luz intestinal).

• En contra de un gradiente de concentración.

• No depende de la energía de la célula. • La frucosa se absorbe así.

• Depende del aporte energético celular. • La galactosa, la glucosa y otros azúcares similares se absorben así.

TRANSPORTE AL INTERIOR DE LA CÉLULA

ABSORCIÓN INTESTINAL DE LOS CARBOHIDRATOS El mecanismo por el cual se absorben los azúcares en el intestino es complejo y no se conoce por completo. La mayoría de las pentosas, atraviesan la barrera intestinal mediante difusión simple. La D-glucosa puede ser transportados en contra de un gradiente de concentración, las últimas cantidades de estos azúcares se absorben en el intestino a pesar de las concentraciones elevadas existentes en sangre.

Existen tres clase principales de transporte de azúcares: a) Mecanismo facilitado (equilibrado) estudiado en los eritrocitos. b) Sistemas sensibles a hormonas: músculo y en el tejido adiposo. c) Sistemas de transporte acoplado al Na+: intestino y en los tejidos renales.

TRANSPORTADORES DE GLUCOSA  Se han descrito por lo menos 12 proteínas transportadoras de glucosa: GLUT.  Los Gluts son una familia de proteínas con una secuencia determinada, codificada por diferentes genes. Todos los Gluts tienen una estructura en común de 12 zonas hidrófobas que permanecen en contacto con La membrana de la célula, mientras que las terminaciones amino en un extremo y carboxi en otro extremo son intracitoplasmáticas.

Otra familia, de tipos diferentes denominados GLUTS.

Movilizan moléculas de glucosa por difusión facilitada. A través “poros o conductos específicos” mediados por GLUTS sin gasto de ATP.

GLUTS Glut 1: se ha encontrado en el cerebro y en los eritrocitos; actúa como una puerta en la cual la proteína une al azúcar en la superficie externa de la membrana y sufre un cambio conformacional que conduce al azúcar hacia el interior de la célula, donde se desune.

Glut 2 : ( Km para la glucosa 15 mM aproximadamente) es el transportador de glucosa en hígado, riñón, intestino y células Beta del páncreas. El glut 1 y glut 2 se han hallado en cerebros de fetos de 10 a 21 semanas (etapas tempranas del desarrollo) con lo que se sugiere que interviene en el desarrollo del SNC

GLUT 4 Glut 4: Es la isoforma dependiente de insulina, presente en el músculo y en las células adiposas. La insulina aumenta el número de transportadores en la membrana plasmática.

Glut 5: Se encuentra en el intestino delgado en el lado arterial de la célula epitelial, y actúa conjuntamente con el cotransportador de la glucosa y el sodio en el lado luminal. Glut 1 y Glut 3: Están presentes en la membrana plasmáticas de casi todas las células ( eritrocitos y encéfalo); Glut 1, tiene una afinidad elevada para la glucosa (Km 2-5mM). GLUT 3 : neuronas.

SGLT 1: Es un sistema específico de transporte dependiente de Na + para la D-glucosa y la Dgalactosa, realiza el cotransporte activo de estos azúcares junto con Na+ desde la superficie luminal de las células con borde en cepillo.

GLUT 7: Se expresa en células del RE de hepatocitos. Función: está encargado del proceso de gliconeogénesis hepática ( similar a GLUTS en el hígado).

 La digestión de los disacáridos y la absorción de los azúcares se

lleva a cabo en el borde en cepillo, principalmente en la región superior del yeyuno.

TRANSPORTE

GLUT5 Fructosa

Glucosa Galactosa

Fructosa

Glucosa Galactosa

SGLUT Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed,

Digestión y asimilación de los disacáridos: sacarosa (panel 1) y lactosa (panel 2) en el borde en cepillo. SGLT-1, cotransportador de sodio-glucosa-1. (Reproducida con autorizacion de Barrett KE, Barman SM, Boitano S, Brooks H: Ganong’s Review of Medical Physiology, 23rd ed. McGraw-Hill Medical, 2009.)

Inhibidores

Acción

Ouabaína

Bloquea la expulsión de Na+.

Floridzina

Desplaza el Na+ del transportador.