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TEMA 3 BASES FISIOLÓGICAS Y BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN.

1 Tema 3. Bases fisiológicas y bioquímica de la nutrición

Pau Juan Miralles

BASES FISIOLÓGICAS Y BIOQUÍMICAS DE LA NUTRICIÓN:

1.

-

Digestión

-

Absorción

-

Transporte

-

Utilización metabólica de los nutrientes

-

Almacenamiento

-

Y excreción

PROCESOS DE DIGESTIÓN:

A) Digestión mecánica. Consiste en contracciones e interacciones musculares de las paredes del tubo digestivo, de las cuales se encarga el plexo de Auerbach.

B) Digestión química. Acción específica sobre el alimento, mediante sustancias secretadas por órganos y células especializadas, localizadas a la pared del tubo digestivo:



Glándulas salivales: Saliva (agua, electrolitos, moco y amilasa salival o ptialina)



Glándulas gástricas: Jugos gástricos (moco, ácido clorhídrico, pepsinógeno y factor intrínseco)



Páncreas: Jugo pancreático (agua, electrolitos y enzimas digestivas)



Hígado: Bilis (agua, electrolitos, moco, pigmentos biliares, proteínas, sales biliares, colesterol y fosfolípidos)



Glándulas tubulares: Jugo intestinal (agua, electrolitos y moco)

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2.

DIGESTIÓN DE LOS PRINCIPIOS INMEDIATOS:

A) Carbohidratos: Su digestión empieza en la boca mediante la amilasa salival sintetizada por las glándulas salivales, la cual hidroliza los polisacáridos. En el estómago, la amilasa salival se vuelve inactiva por el cambio ácido del PH. En el duodeno, actúan enzimas del páncreas, las cuales son la amilasa pancreática, que terminará de hidrolizar los polisacáridos que no se habían hidrolizado en la boca.

B) Lípidos: Ni en la boca, ni en el estómago hay enzimas que hidrolicen lípidos, así que su hidrólisis comienza en el intestino delgado con las lipasas duodenales. Estas lipasas, reducen los Monoglicéridos (glicerol + ácido graso). El 95% de los lípidos, se degradan en el tramo duodenal.

C) Proteínas: A nivel bucal no hay enzimas que degraden las proteínas, pero si en el estómago. La pepsina empieza la hidrólisis de proteínas en el estómago. La hidrólisis total, se hace en el duodeno mediante enzimas pancreáticos.

3.

TRANSPORTE DE LOS ALIMENTOS:

Los movimientos del tubo gastrointestinal, como sus secreciones, están controladas por el sistema nervioso entérico y parasimpático del sistema nervioso central o extrínseco.

A) Sistema nervioso entérico. Se trata de tejido que nace y muere dentro del sistema digestivo. Constituido por el plexo de Meissner (controla la secreción de los jugos gástricos y de la función motora del tejido submucoso) y el plexo de Auerbach (regula la motilidad del sistema digestivo)

B) Sistema nervioso extrínseco. Es el tejido nervioso que nace fuera del sistema digestivo, y termina dentro de este. La activación de los nervios simpáticos inhiben la actividad secretora y motora mientras que la excitación de las fibras parasimpáticas estimula la actividad secretora y la actividad motora.

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4.

ÓRGANOS DE LA DIGESTIÓN:



Boca



Faringe



Esófago



Estómago



Páncreas



Intestino delgado



Vesícula biliar



Intestino grueso



Hígado

Otros órganos no digestivos:

1) BOCA

Glándulas salivales. Estas glándulas digestivas secretan una saliva que contiene enzimas digestivas conocidas como alfa-amilasa que facilita la masticación y deglución. Bolo alimentario. Es el nombre que recibe un alimento al estar mezclado con la saliva.

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2) ESTÓMAGO



Motilidad gástrica:

a)

Permite que el estómago pueda realizar su función de almacenamiento del alimento.

b) Disminuye la grandaria de las partículas del alimento y removerlo con las secreciones gástricas que permiten la digestión química. c)

Una vez está todo a un tamaño adecuado y mezclado con los jugos gástricos, se vacía el contenido gástrico hacia el intestino delgado de forma progresiva y controlada para facilitar los procesos digestivos intestinales.

d) Todo esto se lleva a cabo mediante las contracciones peristálticas y tónicas.



Quimo. El nombre que recibe el bolo alimentario en el estómago, una vez ha sido ``atacado´´ por los jugos gástricos.



Secreción gástrica:

a) Secreción de ácido clorhídrico: Acción bacteriana, permite la activación de pepsinógeno para dar pepsina (regulando el PH óptimo de actuación) y desnaturalización de proteínas.

b) Secreción de pepsinógeno: Proteína precursora de la pepsina. Los enlaces de las proteínas más sensibles al ácido se rompen y se transforman en pepsina. Estas, tienen un PH óptimo de 3.

c)

Secreción de moco alcalino: Protege la mucosa gástrica. El moco es una sustancia viscosa producida como método de protección al ataque químico que se produce en el estómago.

d) Secreción de factor intrínseco: Permite la absorción de la vitamina B12 en el intestino delgado (ileon). Formación de un complejo B12 – Factor intrínseco muy resistente a la digestión gástrica.

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ESTIMULACIÓN DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

La estimulación fisiológica de la secreción, se da en tres fases:



Fase cefálica (10%): La secreción se activa por olfato y gusto. Se estimula la secreción de las glándulas gástricas a través del nervio vago (parasimpático). Las células G, sintetizan gastrina que estimula la secreción de ácido clorhídrico y pepsinógeno.



Fase gástrica (60%): Se produce cuando el alimento llega al estómago y provoca el mayor porcentaje de secreción ácida. La secreción se activa por:

-

La distensión del estómago. Puede incrementar la secreción de ácido clorhídrico por la liberación de gastrina directamente, o bien indirectamente a través de reflejos vagales.

-

Por los efectos químicos del alimento. Los aminoácidos (sobretodo triptófano y fenilalanina) actúan sobre los receptores de las microvellosidades de las células G, estimulando la liberación de gastrina. Cuando el PH llega a valores de 2 – 3, se inhibe la secreción de gastrina.



Fase intestinal (20 – 30%): Se inicia con la llegada del quimo (bolo alimentario en el estómago) al duodeno y consta de dos etapas:

-

Primera etapa: Estimulación por la llegada del ácido gástrico, ya que las células G de la mucosa intestinal liberan gastrina.

-

Segunda etapa: Se produce una liberación de secretina (se produce en las células S, presentes en la mucosa del duodeno, el yeyuno proximal y el íleon), CCK (colecistoquinina) (hormona producida en el intestino delgado, específicamente en el duodeno y el yeyuno por las células I) y la GIP (péptido inhibidor gástrico) que inhiben la secreción gástrica.

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VACIADO GÁSTRICO:

Existen mecanismos que regulan el paso del contenido gástrico al duodeno y que son del tipo nervioso y hormonal.

a)

Factores nerviosos: Los reflejos enterogástricos, van del duodeno hacia el estómago, provocando un enlentecimiento de la motilidad. Entre ellos tenemos:

-

Acidez del quimo: Cuando es muy ácido, se enviará un estímulo porque se cierre el pilor y la comida se mezcle más en el estómago. El duodeno no está preparado para recibir grandes cantidades de HCL, a pesar de que el páncreas envíe grandes cantidades de bicarbonato.

-

Grado de osmolaridad del quimo: Si está muy concentrado, se evitará la salida del estómago hacia el duodeno.

-

Presencia de ciertos nutrientes al duodeno: Productos de la digestión de las grasas (Monoglicéridos y ácidos grasos) y de la digestión de proteínas (aminoácidos y péptidos) disminuyen el vaciado mediante el cierre del pilor.

b) Factores hormonales: La secretina, colecistoquinina (CKK) y péptido inhibidor gástrico (GIP) secretadas al duodeno son transportadas al estómago, paralizando o enlenteciendo el paso de comida hacia el duodeno.

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3) INTESTINO DELGADO:



Secreción de bilis: La bilis se secreta al hígado y se almacena a la vesícula biliar. La bilis drena, juntamente con la secreción pancreática, al duodeno. Las sales biliares emulsionan los lípidos en forma de pequeñas gotas.



Secreción de jugo pancreático: El páncreas sintetiza y secreta al duodeno, grandes cantidades de bicarbonato sódico, que neutraliza la acidez del quimo. También contiene enzimas digestivos formados por proteasas, amilasas, enzimas lipolíticos y otros.



Secreción del intestino delgado: Grandes cantidades de moco que sirve de protección al duodeno, ante la secreción ácida del estómago. Secreción de un líquido parecido al extracelular para la absorción de alimentos que lleva el quimo. Enzimas fabricados por las células de la mucosa intestinal.

BILIS:

Los ácidos biliares son derivados del colesterol. Sus derivados son las sales biliares, que tienen una gran importancia en la digestión de grasas, y emulsionarlas para favorecer la actuación de las lipasas sobre los triglicéridos. Intervienen en la absorción de vitaminas liposolubles como la vitamina K.

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REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE BILIS:

Los mecanismos implicados en la bajada de la bilis al duodeno son:

A) Relajación del esfínter de Oddi: El esfínter se relaja por tres mecanismos:

-

Estímulos vagales – parasimpáticos.

-

Secreción de la colecistoquinina. Su función es estimular la secreción de enzimas del páncreas y de bilis almacenada en la vesícula biliar hacia el duodeno, produciendo que se contraiga, ya que se sintetiza al detectar mucha osmolaridad, grasas o aminoácidos.

-

Ondas peristálticas provocadas por la distensión de los alimentos cuando llegan al duodeno.

B) Contracción de la vesícula biliar: Cuando los alimentos ricos en lípidos llegan al duodeno, se activa la colecistoquinina que activa la vesícula biliar, provocando la contracción de esta.

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ENZIMAS PANCREÁTICAS:

A) Enzimas proteolíticas:

-

Tripsina: es una enzima peptidasa, que rompe los enlaces peptídicos de las proteínas mediante hidrólisis para formar péptidos de menor tamaño.

-

Quimotripsina: Junto con la tripsina, son los primeros que actúan cuando llegan las proteínas a la primera porción duodenal. Rompen las proteínas en péptidos (hidrólisis parcial).

-

Carboxipolipeptidasa: Degrada los péptidos en aminoácidos.

-

Ribonucleasas: Degrada los ARN celulares.

-

Desoxiribonucleasas: Degrada el ADN celular.

B) Enzimas lipolíticos:

-

Lipasa: Las lipasas son los enzimas que degradan los triglicéridos a Monoglicéridos (ácidos grasos + glicerol)

-

Esterasa del colesterol: Es una enzima que rompe los enlaces ester (OH + COOH) del colesterol.

-

Fosfolipasa: Rompe los fosfolípidos.

C) Enzimas carbohidrolíticos:

-

Alfa-amilasa: Es más potente que la amilasa salival, y degrada los polisacáridos a monosacáridos.

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REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN PANCREÁTICA:

A) Regulación nerviosa: Tiene poca importancia. El sistema nervioso parasimpático secreta acetilcolina que activará bioquímicamente las células parasimpáticas porque se inicie la síntesis de enzimas.

B) Regulación hormonal:

-

Secretina: Proteína que se sintetiza a la mucosa duodenal, y a la primera porción del yeyuno. El estímulo para la secreción es el quimo, ácido que proviene del estómago. La secretina irá a la sangre para irrigar al pancreas, estimulandolo para que secrete bicarbonato. Así se origina un PH neutro al duodeno, haciendo que puedan actuar las enzimas.

-

Colecistoquinina: Proteína sintetizada a las partes más altas de la mucosa duodenal y liberada en respuesta al paso del contenido gástrico hacia al duodeno (productos de la digestión de proteínas y grasas). La secreción de esta hormona estimula la liberación de las enzimas del pancreas.

REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN INTESTINAL:

A) Regulación nerviosa: Estímulos de irritación de la mucosa intestinal, cuando entra el quimo al duodeno. Cuando más quimo entre, más secreción habrá.

B) Regulación hormonal: Estímulos de respuesta a la secretina y a la colecistoquinina (CCK)

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4) INTESTINO GRUESO:

No hay prácticamente digestión química. Solo secreta moco para lubricarlo y protegerlo de la gran cantidad de bacterias que hay. En el colon ascendente, sobretodo, es donde hay la flora microbiana que degrada parte de la fibra de los alimentos. (Probióticos, prebióticos)

Funciones:

5.

-

Absorción de agua y otros electrolitros.

-

Síntesis de determinadas vitaminas (B1, B5, B8 y K)

-

Almacenamiento temporal de sustancias de deshecho de la digestión hasta su excreción.

-

Excreción de sustancias de deshecho (Defecación)

MECANISMOS DE ABSORCIÓN:

La absorción de nutrientes es el paso de las moléculas obtenidas en la digestión, a través del epitelio del tubo digestivo, hacia la sangre (nutrientes hidrosolubles) y la linfa (nutrientes liposolubles) La absorción en boca, esófago y estómago, no es importante desde un punto de vista nutricional. La zona principal de absorción es en el intestino delgado. Los diferentes mecanismos de absorción que pueden darse son:

Difusión pasiva

-

Difusión facilitada

-

Transporte activo -

Pinocitosis

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1.

Difusión pasiva. Movimiento al azar de las moléculas de zonas de alta concentración, a otras de baja concentración. La mayor parte del movimiento de líquidos o gases, se produce por este movimiento.

2.

Difusión facilitada. Una proteína transportadora, se adhiere a grandes moléculas, como glucosa, fuera de la membrana celular. Luego, cambia de forma, abriéndose hacia el interior de la célula. Cada sustancia será transportada por una proteína específica.

3.

Transporte activo. Cuando se mueven sustancias de baja concentración a zonas de alta concentración, necesitan la utilización de ATP. Las moléculas se adhieren a un lugar receptor de la membrana celular, y emiten una proteína que las transforma en un canal a través del cual son apretadas y expulsadas.

4.

Pinocitosis. Endocitosis de partículas líquidas, como si la célula estuviera bebiendo.

INTESTINO DELGADO: GRAN SUPERFICIE DE ABSORCIÓN.

De mayor a menor, tenemos las siguientes estructuras:

-

Válvulas conniventes

-

Vellosidades

-

Microvellosidades

Microvellosidades (vorera en respall): En estas superficies, se encuentran multitud de enzimas, responsables de los procesos finales de digestión de nutrientes.

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INTESTINO DELGADO: IRRIGACIÓN SANGUINEA:

Lámina propia.

Contiene músculo liso, y nódulos linfoides. Está invadido por una

población linfocítica y por fibras musculares lisas provenientes de la capa muscular de la mucosa. De la submucosa, es donde provienen los vasos sanguíneos y vasos

linfáticos, que irrigarán la lámina propia.

Plexo submucoso. Lo encontramos justo en la línea donde finaliza la submucosa. Se encarga de la regulación de la secreción de hormonas, enzimas y todo tipo de sustancia secretada por las diferentes glándulas que se encuentran a lo largo del tubo digestivo Plexo Mientérico o de Auerbach: Se encuentra entre las capas musculares circular y longitudinal del intestino; se encuentran menos en el esófago y estómago; pero se encuentran abundantemente en el intestino y escasos al final del canal anal. Es el encargado de los movimientos intrínsecos gastrointestinales (peristaltismo)

La Absorción, es muy selectiva. Si tenemos deficiencia de algo, pondremos mayor cantidad de transportadores. Por difusión pasiva (el agua) y todo lo demás controlado por los transportadores.

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En las microvellosidades, las enzimas de los bordes del cepillo, provocarán la hidrolisis de disacáridos, trisacáridos, y oligosacáridos en glucosa, proteínas y péptidos en aminoácidos, etc… y por último, se absorberán las sales y vitaminas. Todo eso, se transportará en el hígado. Recordamos que una vez la glucosa, aminoácidos, minerales y vitaminas son absorbidos dentro del enterocito por sus respectivos transportes, del enterocito, saldrán de este y pasarán a los vasos sanguíneos. Las grasas, a diferencia, saldrán por los vasos linfáticos.

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6.

FACTORES QUE AFECTAN A LA CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE UN NUTRIENTE:



Propiedades físico-químicas de los nutrientes (como por ejemplo, la solubilidad)



Presencia de otros nutrientes en el intestino (como por ejemplo, Hierro y vitamina C, mejor absorción)



Presencia de determinados compuestos de alimentos (como la fibra)



Presencia de fármacos en el intestino (los antibióticos, al eliminar parte de nuestra flora, no podremos digerir CH resistentes en el colon, y otras partículas resistentes)



Motilidad intestinal (a mayor motilidad, menor absorción. Cuanto más lento sea el peristaltismo, más fácilmente se absorberán y digerirán los nutrientes)





Estado nutricional del individuo (como por ejemplo, la anemia ferropénica)

Las principales zonas de absorción intestinal son:

-

Intestino delgado (Duodeno, yeyuno, íleon)

-