Curs 11 - Note de curs 11 PDF

Preview

Summary

FIZIOLOGIEDIGESTIA-DIGESTIA SI ABSORBTIA ALIMENTELOR-(Digestiv 3)DIGESTIA SI ABSORBTIA GLUCIDELORUn adult ingera zilnic aproximativ 300-350g glucide, reprezentand 50- 60% din caloriile provenite din alimentatie, in timp ce un copil intre 3 si 5 ani ingera aproximativ 150-200g glucide. Glucidele din ...

Description

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

DIGESTIA -DIGESTIA SI ABSORBTIA ALIMENTELOR(Digestiv 3)

DIGESTIA SI ABSORBTIA GLUCIDELOR Un adult ingera zilnic aproximativ 300-350g glucide, reprezentand 5060% din caloriile provenite din alimentatie, in timp ce un copil intre 3 si 5 ani ingera aproximativ 150-200g glucide. Glucidele din alimentatie sunt reprezentate in proportie de 50-60% de polizaharide mari (amidon) si 40-60% de dizaharide (zaharoza si maltoza, etc).

1. DIGESTIA POLIZAHARIDELOR Amidonul, principalul polizaharid din alimentatie este format din: amiloza (20%) si amilopectina(80%). Digestia amidonului incepe in cavitatea bucala, unde sub actiunea unei α-amilaze salivare este hidrolizat pana la stadiul unui dizaharid – maltoza. Hidroliza finala se produce sub actiunea unei α-amilaze pancreatice, care actioneza eficient la un pH alcalin si rezulta maltoza si dextrine. Ambele α-amilaze sunt dependente de Ca2+ si activate de Cl-. Cele doua enzime au o structura moleculara si imunologica asemanatoare, fiind formate dintr-un singur lant polipeptidic a carui sinteza a fost comandata de un grup de gene situate pe cromozomul 1.

2. DIGESTIA OLIGOZAHARIDELOR Oligozaharidele sunt reprezentate de dizaharide formate din doua molecule. Principalele dizaharide sunt: Maltoza (2 molecule de glucoza) Zaharoza(sucroza) (o molecula de glucoza si una de fructoza) Lactoza (o molecula de galactoza si una de glucoza) Trehaloza (doua molecule de glucoza)

Page 1 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

3. MONOZAHARIDELE Reprezinta produsii de digestie finala, rezultati din hidroliza dizaharidelor sub actiunea unor enzime specifice α-glucozidaze (zaharazaizomaltaza, glucoamilaza, lactaza, trehalaza). Activitatea enzimelor este absenta la nivelul criptelor si maxima la nivelul vilozitatilor, actiunea lor variind in functie de zona: zaharaza si lactaza actioneaza la nivelul mucoasei duodenale si in special la nivelul primei anse jejunale, iar maltaza are o actiune maxima la nivelul ileonului terminal. Toate cele 3 hidrolaze au o activitate optima la un pH usor acid = 5.

Page 2 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

3. ABSORBTIA MONOZAHARIDELOR Monozaharidele fiind molecule hidrofile nu pot fi transportate prin difuziune prin membrana enterocitara si nici la nivelul jonctiunilor intercelulare datorita dimensiunilor, difuziunea fiind permisa numai pentru moleculele hidrosolubile cu diametrul sub 0,3mm. Absorbtia monozaharidelor necesita un sistem de transport specific, reprezentat de o proteina transportoare, o sursa de energie si o enzima de tip ATP-aza. Proteina transportoare are o slaba afinitate pentru substrat si este hidrofoba. Sistemul de transport al monozaharidelor Este un sistem de transport care intra in actiune atunci cand concentratia extracelulara a glucozei este peste 50mM. Acest transport se face prin partea bazolaterala a membranei enterocitului, permitand transportul glucozei si fructozei si nefiind influentat de gradientul cationilor. Transportorul este o proteina cu greutate moleculara mare, care se situeaza la nivelul enterocitelor, hepatocitelor, celulelor tubulare renale. Transportul glucozei si galactozei este asigurat prin sistemul de transport al Na+, in timp ce fructoza beneficiaza de un alt sistem de transfer. Acest sistem actioneaza cu predilectie la nivelul jejunului si mai putin la nivelul ileonului. A)

Sistemul de transport al Na+ si glucozei In prezenta Na+, glucoza se lega de cotransportor pentru a putea patrunde in celula. Na+ si glucoza traverseaza impreuna membrana celulara, admitanduse ca este necesar transportul a doua molecule de Na+ pentru a transfera o molecula de glucoza. Gradientul de Na+ este mentinut de catre ATP-aza Na- K dependenta, numita pompa de sodiu. B) Sistemul de transport al fructozei Intrarea fructozei in celula se face printr-un sistem de transport facilitat reprezentat printr-o proteina cu greutate moleculara mare, localizata la nivelul marginii “in perie” a enterocitelor, sinteza sa fiind comandata de o gena situata pe bratul scurt al cromozomului. Acest sistem difera de sistemul Na - glucoza dependent de energie.

Page 3 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

DIGESTIA SI ABSORBTIA PROTEINELOR Digestia proteinelor incepe in stomac sub actiunea pepsinei si a acidului clorhidric gastric si continua in portiunea duodenojejunala a intestinului subtire sub influenta proteazelor pancreatice si a peptidazelor intestinale. Fragmentele proteice vor fi ulterior scindate pana la stadiul de aminoacizi si polipeptide mici care vor fi absorbite in celulele epiteliale intestinale. In final, 90-98% din proteine vor fi absorbite sub forma de aminoacizi, iar restul vor fi excretate prin fecale.

Page 4 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

DIGESTIA GASTRICA A PROTEINELOR La nivelul cavitatii bucale, proteinele alimentare vor fi dilacerate prin procesul de masticatie si imbibate cu saliva. Sub actiunea HCl secretat de celulele parietale gastrice, la un pH de 2-4, proteinele vor fi denaturate iar enzimele proteolitice gastrice (pepsinogene Pg) vor fi activate prin transformarea in pepsine. Exista doua grupe de enzime Pg a caror sinteza este comandata de gene situate pe cromozomul 6: - Pg A sau I, reprezentate de 5 isoenzime notate Pg 1-5, sunt sintetizate in celulele principale si celulele clare ale glandelor fundice; ele asigura trei sferturi din activitatea peptica totala; sintetizate de glandele fundice, celulele mucoase ale - Pg C sau II glandelor antrale, pilorice dar si de glandele Brunner din mucoasa duodenala, au fost notate Pg 6 si 7, si asigura numai un sfert din activitatea peptica totala.

DIGESTIA INTESTINALA A PROTEINELOR In portiunea duodeno-jejunala a intestinului, proteinele sufera un proces de digestie sub influenta endo si exo proteazelor pacreatice: tripsina, chimotripsina, elastaza si carboxipeptidazele A si B. Aceste peptidaze sunt secretate sub forma inactiva, activarea lor fiind facuta de catre enterochinaza. Sub actiunea peptidazelor pancreatice, majoritatea proteinelor sunt scindate in aminoacizi si polipeptide mici (dipeptide, tripeptide). Acestea vor fi scindate la randul lor, la nivelul marginii „in perie”, in aminoacizi si apoi vor fi absorbite in enterocit.

ABSORBTIA INTESTINALA A PROTEINELOR Exista doua modalitati de absorbtie a peptidelor : 1.Polipeptidele pot traversa marginea „in perie” a enterocitului utilizand un sistem de transport propriu, fiind ulterior hidrolizate in enterocit sub actiunea peptidazelor solubile intracelulare; 2.Peptidele sunt initial hidrolizate de catre peptidazele membranale si apoi absorbite sub forma de aminoacizi.

Page 5 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

Exista cel putin 20 de peptidaze intestinale la nivelul membranei luminale a celulelor epiteliale intestinale, ele fiind specifice legaturilor polipeptidice pe care le desfac: 3 aminopeptidaze care elibereaza aminoacizi sau dipeptide; 2 carboxipeptidaze care elibereaza aminoacizi sau dipeptide; 1-2 endopeptidaze; 1 γ-glutamil transpeptidaza; 1 dipeptidaza Aminopeptidazele neutre actioneza cu predilectie la nivelul jejunului si ileonului, iar aminopeptidaza acida la nivelul ileonului. Cu exceptia γ-glutamiltranspeptidazei, peptidazele membranale au o structura glicoproteica, fiind amplasate la nivelul marginii „in perie”. Au fost descrise mai multe tipuri de amino-peptidaze: aminopeptidaza neutra (APN) cu afinitate pentru tri si tetrapeptide aminopeptidaza acida (APA) actioneza asupra peptidelor pe extremitatea N-terminala aminopeptidaza W, dependenta de Zn, are o afinitate crescuta pentru di si tripeptide dipeptidilpeptidaza IV (DPP IV) este o serinproteaza, localizata la nivelul ileonului Carboxipeptidazele sunt mai putin cunoscute, descriindu-se o carboxipeptidaza P si o dipeptidilpeptidaza. Acestea actioneaza la extremitatea C-terminala a peptidelor bogate in prolina. γ-glutamiltranspeptidaza scindeaza acidul glutamic de glutation, precum si alte peptide care contin un rest γ-glutamil. Transportul peptidelor Depinde de gradientul de H+ (pH 5,5-6 la nivelul microvilozitatilor si pH 7-7,2 in enterocit) si de gradientul electrochimic existent pe ambele parti ale membranei microvilozitare. Acesta se obtine prin schimbul unui H + contra unui Na+,la nivelul polului apical al celulei, iar la nivelul polului bazal, pompa de Na + (Na– KATP-aza) va scadea concentratia intracelulara de Na+ si va mentine gradientul electrochimic (schimb de 3 Na+ contra 2 K+). Peptidazele citoplasmatice: -Glicin- Leucin- dipeptidaza care actioneaza in partea proximala a intestinului subtire, producand hidroliza terminala a peptidelor; -prolidaza care actioneaza asupra dipeptidelor a caror extremitate Nterminala este prolina; -aminotripeptidaza care actioneaza exclusiv asupra peptidelor care au la extremitatea N-terminala un aminoacid neutru sau prolina. Peptidazele citoplasmatice joaca un rol important in digestia terminala a proteinelor, actiunea lor fiind complementara: peptidazele microvilozitare scindeaza proteinele in di- si tri-peptine, iar peptidazele citoplasmatice asigura hidroliza intracelulara finala a dipeptidelor si a majoritatii tripeptidelor. Page 6 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

S-au descris mai multe tipuri de sisteme de transport pentru aminoacizi si peptide. Sistemul de transport principal al aminoacizilor neutri sau sistemul B0, localizat la nivelul membranei microvilozitare, asigura patrunderea in enterocit a majoritatii aminoacizilor (Gli, Ala, Ser, Thr, Tri, Met, Val, Leu, Izoleu, Cis, Phe). Transferul aminoacizilor neutri depinde de gradientul electrochimic al Na+ existent de ambele parti ale membranei. Aminoacizii neutri stimuleaza curentul de iesire si absorbtie a Na +, modificand capacitatea sistemului de transport, iar afinitatea sa pentru transportul aminoacizilor este cu atat mai mare cu cat concentratia Na+ extracelular este mai mare (transportul a 2 Na+ pentru un aminoacid). Sistemul de transport al aminoacizilor bazici B + 0 are o afinitate crescuta pentru aminoacizii dibazici (Arg, Lis, Orn, Cis) si pentru aminoacizii neutri 0. Sistemul de transport al aminoacizilor dicarboxilici X-AG este strict cuplat cu transportul Na+ (cotransport neelectrogenic) si este specific pentru acidul glutamic si acidul aspartic.

DIGESTIA SI ABSORBTIA LIPIDELOR

Digestia lipidelor incepe in stomac sub actiunea lipazei gastrice si va continua in intestinul subtire sub actiunea lipazei pancreatice. Aceasta catalizeaza ruptura legaturilor acizilor grasi la nivelul primului si celui de al treilea atom de carbon al glicerolului, ducand la aparitia a doi acizi grasi liberi si a unui monoglicerid. Trigliceridele au molecula formata dintr-un nucleu de glicerol si trei acizi grasi.

Digestia grasimilor se desfasoara in trei etape: 1.Emulsionarea lipidelor de catre sarurile biliare; 2.Lipoliza gastrica si pancreatica; 3.Resinteza trigliceridelor in enterocit si transferul lor in circulatie sub forma de chilomicroni.

Page 7 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

1. SARURILE BILIARE SI SOLUBILIZAREA MICELARA

Lipidele sunt substante insolubile sau putin solubile in apa. Digestia acestor vezicule este initial minima, dar ulterior acestea se vor diviza in numeroase microvezicule cu diametru sub 1mm. Aceasta va duce la cresterea suprafetei lor de contact cu enzimele. Acest proces a fost numit emulsificare. Sarurile biliare secretate in bila, de catre ficat, reprezinta principalii agenti emulsifianti.

Fosfolipidele sunt constituite din doua lanturi de acizi grasi, apolari, legati de glicerol, iar al treilea carbon al acestuia este legat de o grupare fosfat ce poate fi schimbata. Sarurile biliare sunt reprezentate de glicocholat, glico chenodezoxicholat, glico dezoxicholat, taurocholat, tauro chenodezoxicholat, tauro dezoxicholat . Principalii acizi biliari sintetizati la nivelul ficatului, plecand de la colesterol, sunt acidul cholic si acidul chenodezoxicholic, produsi in raport de 3:2 Concentratia miceliara critica Digestia lipidelor este accelerata prin emulsificare, dar absorbtia lor, in prezenta lipazei (insolubila in apa), va fi foarte lenta in absenta sarurilor biliare. Acestea se gasesc in concentratii diferite, cuprinse intre 1-4 mmol/l, numita „concentratie micelara critica” si au tendinta de a forma agregate multimoleculare numite micelii (diametru de 4-7nm). Miceliile sunt formate din saruri biliare, acizi grasi, monogliceride si fosfolipide. Page 8 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

2. LIPOLIZA GASTRICA SI PANCREATICA Lipoliza gastrica are loc sub actiunea lipazei gastrice,secretata de celulele principale ale glandelor fundice, cu actiune optima la un pH de 4,55,5 fiind inactivata de catre sarurile biliare si tripsina. Ea hidrolizeaza trigliceridele cu lanturi lungi, dar si cu lanturi scurte, precum si acizii grasi. Sub actiunea lipazei gastrice sunt hidrolizate aproximativ 10% din trigliceride, in timp ce in duoden si in ileon sub actiunea lipazei pancreatice sunt hidrolizate aproximativ 90% din lipide. Lipoliza pancreatica are loc dupa o prealabila emulsionare a lipidelor de catre sarurile biliare. Aceasta consta in fragmentarea globulelor de grasime in picaturi mai mici, astfel incat lipaza sa poata actiona la suprafata acestora. Sub actiunea lipazei pancreatice si in mai mica masura a lipazei intestinale, lipidele sunt scindate in monoglicerice si acizi grasi.

Pancreasul secreta mai multe enzime cu actiune lipolitica: -Lipaza pancreatica -Carboxilesterhidrolaza - in prezenta sarurilor biliare ea actioneaza si asupra trigliceridelor cu lanturi lungi, esterilor de colesterol si vitaminelor liposolubile. Actiunea esterazei este complementara actiunii lipazei, care nu actioneaza asupra trigliceridelor. -Fosfolipaza A2 - este singura lipaza pancreatica secretata sub forma de proenzima (por fosfolipaza A2), care este activata de tripsina.

Page 9 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

3. RESINTEZA TRIGLICERIDELOR SI FORMAREA CHILOMICRONILOR Trigliceridele si acizii grasi liberi traverseaza membrana microvilozitara cu ajutorul a doua proteine transportoare, specifice: L-FABP- care are o afinitate crescuta pentru acizi saturati si I-FABP cu afinitate pentru acizi saturati si nesaturati. Dupa traversarea membranei celulare, monogliceridele si acizii grasi patrund in reticulul endoplasmic neted, unde sunt reesterificati in trigliceride, prin activarea acizilor grasi liberi in acyl-CoA sub actiunea acylCoA sintetazei in prezenta ATP si Mg2+. Lipidele resintetizate intracelular se agrega in mici picaturi acoperite de proteine, care au un rol emulsifiant similar cu cel al sarurilor biliare. Veziculele ce contin picaturi lipidice vor trece in aparatul Golgi, unde vor fi metabolizate, dupa care vor fuziona cu membrana plasmatica, trecand in lichidul interstitial. Aceste micromolecule poarta numele de chilomicroni si vor avea o structura cu componenta lipidica dispusa central, portiunea polara fiind situata la suprafata, iar invelisul va fi format din β lipoproteinele sintetizate in reticulul endoplasmic al celulei.

Chilomicronii Contin trigliceride, fosfolipide, colesterol si vitamine liposolubile, vor traversa membrana bazolaterala a enterocitului si vor fi excretati, prin exocitoza in spatiul intercelular, dupa care vor trece in vasele limfatice intestinale, apoi in canalul toracic si de aici, prin vena cava inferioara in circulatia generala. Nu patrund in capilarele sanguine pentru ca membrana lor bazala nu permite acest lucru, in timp ce chiliferele nu prezinta membrana bazala, dar au in schimb spatii intercelulare prin care acestia trec in limfa. Page 10 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

ABSORBTIA VITAMINELOR

Vitaminele liposolubile (A,D,E,K) urmeaza calea de absorbtie a grasimilor. Ele sunt solubilizate in micelii si de aici vor fi absorbite in celule si transferate in spatiul interstitial. Vitaminele hidrosolubile sunt absorbite prin difuziune sau transport mediat, cu exceptia vitaminei B12, care are o molecula ionizanta foarte mare. Pentru a fi absorbita vitamina B12 trebuie sa se fixeze pe o proteina secretata de celulele gastrice secretorii de acid (factorul intrinsec). Factorul intrinsec impreuna cu vitamina B12 se fixeaza pe receptorii specifici din celulele epiteliale din partea distala a ileonului, de unde va fi absorbita prin endocitoza. Lipsa de absorbtie a vitaminei B12 va duce la aparitia anemiei Biermer (gastrectomii, distrugerea autoimuna a celulelor parietale, excizia sau disfunctia ileonului distal).

ABSORBTIA APEI Apa este cea mai abundenta substanta din chimul alimentar. Aproape 8 l de apa ingerata si secretata patrunde zilnic in intestin; 80% se reabsoarbe in intestinul subtire, iar 1,5 l vor trece in colon. Stomacul absoarbe cantitati mici de apa deoarece nu poseda mecanismele de absorbtie a solutiilor care creaza gradientele osmotice necesare absorbtiei. Membranele epiteliale ale intestinului subtire sunt foarte permeabile pentru apa, notandu-se o difuziune neta a apei prin epiteliu atunci cand exista o diferenta de concentratie a apei prin absorbtia activa a solutiilor.

Page 11 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

ABSORBTIA METALELOR Ionii de Na+ sunt transportati activ, ei constituind solutia cea mai abundenta din compozitia chimului. Absorbtia Na+ este un proces activ legat de pompa Na –K - ATP printrun mecanism similar cu reabsorbtia tubulara renala a apei si Na+. Ionii de Ca2+ si bicarbonat se absorb impreuna cu Na +, constituind astfel majoritatea solutiilor absorbite. K+,Mg2+ , Ca2+ , etc se absorb la fel ca si Fe2+ Zn2+ si I-. FIERUL Fierul este un element indispensabil sanatatii, deoarece intra in componenta hemoglobinei si a majoritatii enzimelor. Numai 10% din fier se absoarbe prin sange. Fierul ionizat este transportat activ in celulele epiteliale intestinale, fiind apoi incorporat in feritina, un complex proteina – fier, care se comporta ca un rezervor de fier intracelular. Fierul absorbit care nu se fixeaza pe feritina, ramane liber in circulatie, distribuindu-se in tot organismul sub forma legata de o proteina plasmatica –transferina. Cea mai mare parte a fierului legat de feritina, din celulele epiteliale, se reintoarce in lumenul intestinal, de unde se elimina prin scaun odata cu celulele vilozitare distruse. Page 12 of 14

CURS NR. 11

04.12.2012 FIZIOLOGIE

MECANISMELE DE REGLARE ALE FUNCTIILOR DIGESTIVE Reflexele gastro-intestinale sunt declansate de un numar relativ restrans de stimuli: Distensia peretelui; Osmolaritatea chimului; Aciditatea chimului; Concentratia produsilor de digestie (monozaharide, acizi grasi, pepsine, acizi aminati). Acesti stimuli actioneaza asupra receptorilor localizati in peretele tractului digestiv (mecanoreceptori, osmoreceptori, chemoreceptori), declansand reflexe ce modifica activitatea efectorilor (musculatura peretelui tractului digestiv si glandele exocrine care secreta substante in lumen). REGLAREA NERVOASA Tractul digestiv are un sistem nervos propriu, numit sistemul nervos enteric, constituit din doua retele nervoase: plexul mienteric si plexul submucos. Plexul mienteric intervine in activitatea muschiului neted, iar plexul submucos in activitatea secretorie. Sistemul nervos enteric contine neuroni adrenergici si colinergici, dar si neuroni care elibereaza alti neurotransmitatori (oxidul nitric, neuropeptide si ATP). Sistemul nervos central poate influenta motilitatea si activitatea secretorie a tractului gastro-intestinal. Se disting doua tipuri de arcuri reflexe nervoase: Reflexe scurte, provenite din receptori, care traverseaza plexurile nervoase catre celulele efectoare; Reflexele lungi, provenite din receptori, care ajung la sistemul nervos central prin caile aferente si care se intorc la c...