Bioquímica de la digestión I. Digestión de los carbohidratos A. Los carbohidratos de la dieta (principalmente dieta (principalmente almidón, sacarosa y lactosa) constituyen aprox. el 50% de las calorías en la dieta media de los a!itantes de los "stados #nidos. $. "l almidón, almidón, la orma de almacenamiento de los car!oidratos, tiene una estructura parecida a la del glucógeno. glucógeno. a. "l almidón contiene amilasa (cadenas largas no ramiicadas con unidades de glucosa unidas mediante enlaces α&$,'). !. "l almidón tam!in contiene amilopectina (cadenas (cadenas unidas mediante enlaces α&$,' con ramiicaciones unidas mediante enlaces α&$,). La amilopectina tiene menos ramiicaciones que el glucógeno. *. La sacarosa La sacarosa (integrante (integrante del a+car de mesa y la ruta) contiene residuos de glucosa y de ructosa unidos por sus car!onos anoméricos. anoméricos. -. La lactosa (a+car lactosa (a+car de la lece) contiene galactosa unida a glucosa mediante enlace β&$,'. B. Digestión de los carbohidratos de la dieta en la boca. boca. $. "n la !oca, la α&amilasa S ( salival salival ) tam!in llamada ptialina llamada ptialina cata!oli+a el almidón rompiendo enlaces α&$,' que unen los residuos de glucosa de la cadena. *. Las dextrinas (oligosac/ridos dextrinas (oligosac/ridos lineales y ramiicados) son los principales productos que entran en el estómago. . Digestión de carbohidratos en el intestino i ntestino.. $. "l contenido del estómago pasa a los intestinos donde el !icar!onato (12 - ) secretado por el p/ncreas neutrali+a el /cido del estómago, ele3ando el pH el pH asta asta el inter3alo óptimo para que acten las en+imas intestinales. *. 4igestión por parte de las enzimas pancreáticas. pancreáticas . a. "l p/ncreas secreta una α&amilasa que amilasa que acta en el lumen del intestino delgado y, al igual que la amilasa sali3al, disocia los enlaces α&$,' que unen los residuos de glucosa. !. Los productos de la α&amilasa P (pancre/tica) (pancre/tica) son los disac/ridos maltosa e isomaltosa, trisac/ridos y oligosac/ridos pequeos que contienen enlaces α&$,' y α&$,. -. 4igestión por parte de enzimas de las células intestinales. intestinales . a. Los comple6os de en+imas, producidos por clulas epiteliales intestinales y locali+ados en sus !ordes en cepillo, prosiguen con la digestión de los car!oidratos. !. La glucoamilasa La glucoamilasa (una (una α& glucosidasa) glucosidasa) y otras maltosas disocian los residuos de glucosa de los extremos no reductores de oligosac/ridos y tam!in disocian el enlace α&$,' de la maltosa, li!erando los dos residuos de glucosa. c. La isomaltasa disocia isomaltasa disocia los enlaces α&$,, li!erando residuos de glucosa de oligosac/ridos ramiicados. d. La sacarasa La sacarasa transorma transorma la sacarosa en glucosa y ructosa. e. La lactasa (una lactasa (una β&galactosidasa) transorma la lactosa en glucosa y galactosa. 4. Carbohidratos que no pueden digerirse. $. Los polisac/ridos no digeri!les orman parte de la i!ra de la dieta, que pasa tra3s del 7ntestino asta las eces. *. 8or e6emplo, dado que las en+imas producidas por las clulas umanas no pueden escindir los enlaces β&$,' de la celulosa, este polisac/rido no es digeri!le. ". Absorción de glucosa, fructosa y galactosa. galactosa. $. La glucosa, la ructosa y la galactosa, productos inales de la digesti ón de los car!oidratos
de la dieta, pueden ser a!sor!idas por clulas intestinales gracias a dos ormas de transporte9 transporte facilitado y transporte activo. *. :ediante transporte facilitado, los monosac/ridos pasan a las clulas mediante proteínas de transporte, reduciendo el gradiente de concentración. -. La glucosa tam!in pasa a las clulas por transporte activo secundario, en el que los iones ;a< son transportados 6unto con glucosa. #na ;a <=> <&A?8asa !om!ea ;a < acia la sangre y la glucosa reduce el gradiente de concentración entre la clula y la sangre.
II. Digestión de triacilglicerol de la dieta A. Los triacilglieroles de la dieta son digeridos en el intestino delgado en un proceso que requiere sales !iliares y secreciones del pancre-as. ;ormalmente, se a!sor!e el @5% de los lípidos. La principal digestión en todos los lípidos tiene lugar en la lu+ del duodeno=yeyuno. $. Las sales biliares se sinteti+an en el ígado a partir de colesterol y s on secretadas en la !ilis. La !ilis se almacena en la vesícula biliar y es li!erada en respuesta a ormonas. A continuación, la !ilis pasa al intestino, donde emulsiona los lípidos de la dieta. *. "l p/ncreas secreta en+imas digesti3as y !icar!onato, que neutrali+an el /cido del estómago y ele3an el pH asta el inter3alo óptimo para la acción de las en+imas digesti3as. -. on ayuda de la colipasa, la lipasa pancreática digiere los triacilgliceroles a *&monoacilgliceroles y /cidos grasos li!res, que son empaquetados en micelas. Las micelas, que son microgotitas minsculas emulsionadas por sales !iliares, tam!in contienen otros lípidos de la dieta, como colesterol y 3itaminas liposolu!les. '. Las micelas 3ia6an a tra3s de las micro3ellosidades de las clulas epiteliales intestinales, que a!sor!en los /cidos grasos, los *&monoacilgliceroles y otros lípidos de la dieta. 5. Las sales biliares son reabsorbidas en la luz del íleo terminal , despus son recicladas por el ígado y secretadas al intestino durante los ciclos digesti3os siguientes. B. Síntesis de quilomicrones $. "n las clulas epiteliales intestinales, los ácidos grasos de las micelas son acti3ados por una sintetasa grasa de la acil&coen+ima A (oA) ( tiocinasa) para ormar acilo graso&oA. *. #n acilo graso-Co reacciona con el *&monoacilglierol para ormar un diacilglicerol . A continuación, otro acilo graso&oA reacciona con el diacilglicerol para ormar un triacilglicerol. -. Los triacilgliceroles pasan a la lina empaquetados en quilomicrones activos (aca!ados de ormar), que a la larga pasan a la sangre.
III. Digestión de proteínas y absorción de aminoácidos A. Digestión de proteínas. $. 4e 0 a $00 g de la proteína consumida cada día y una cantidad igual o mayor de l a proteína que llega al tracto digesti3o en orma de en+imas digesti3as o de clulas que se an desprendido del epitelio intestinal son transormados en amino/cidos por las en+imas digesti3as. *. "n el estómago, la pepsina es la principal en+ima proteolítica. 4egradada a. La pepsina es producida y secretada por las principales clulas del estómago en orma de pepsinógeno, el +imógeno inacti3o de la en+ima. !. "l ácido clor!ídrico (1l) producido por las clulas parietales del estómago causa un cam!io conormacional en el pepsinógeno, cam!io que le permite autodegradarse (autocat/lisis) y ormar una pepsina acti3a. c. La pepsina tiene una amplia especiicidad, pero tiende a disociar enlaces peptídicos en los que el grupo car!oxilo procede de amino/cidos arom/ticos o de leucina. -. "n el intestino, el material parcialmente digerido procedente del estómago entra en contacto con secreciones pancreáticas, entre las que se incluyen !icar!onato y un grupo de en+imas proteolíticas. a. "l bicarbonato neutrali+a el /cido del estómago, ele3ando el pH del contenido del lumen
intestinal al inter3alo óptimo para que acten las en+imas digesti3as. !. Las endopeptidasas del p/ncreas idroli+an enlaces de cadenas proteínicas. ($) La tripsina idroli+a enlaces peptídicos en los que el grupo car!oxilo procede de arginina o lisina. La tripsina es secretada en orma de +imógeno inacti3o, el tripsinógeno, "l tripsinógeno es degradado por la en+i ma enteropeptidasa (enterocinasa), producida por clulas intestinales, para ormar tripsina. "l tripsinógeno tam!in puede surir autocat/lisis. (*) La quimotripsina normalmente disocia enlaces peptídicos en el grupo car!oxilo de amino/cidos arom/ticos o leucina. "l quimotripsinógeno, su +imógeno inacti3o, es degradado por la tripsina para ormar quimotripsina acti3a. (-) La elastasa acta en el extremo car!oxílico de residuos de amino/cidos que cuentan con pequeas cadenas secundarias sin carga, como alanina, glicina o serina. La proelastasa, su +imógeno inacti3o, es idroli+ada por la tripsina a elastasa. c. Las exopeptidasas del p/ncreas (car!oxipeptidasa A y B) degradan progresi3amente un amino/cido desde el extremo terminal del pptido. ($) Las car!oxipeptidasas son producidas como procarboxipeptidasas inacti3as, que son idroli+adas a su orma acti3a por la tripsina. (*) La carboxipeptidasa idroli+a amino/cidos aromáticos del extremo terminal. (-) La carboxipeptidasa " idroli+a los amino/cidos básicos (lisina y arginina) del extremo terminal. d. Las proteasas producidas por clulas epiteliales intestinales completan la con3ersión de proteínas de la dieta a pptidos y, por ltimo, a amino/cidos. ($) Las aminopeptidasas son exopeptidasas producidas por clulas intestinales (*) Las dipeptidasas y las tripeptidasas asociadas a clulas intestinales producen amino/cidos a partir de dipptidos y tripptidos. B. Transporte de aminoácidos desde la lu intestinal a la sangre. $. Los amino/cidos son a!sor!idos por clulas epiteliales intestinales y li !erados a la sangre a tra3s de dos tipos de sistemas de transporte. *. 8or lo menos siete proteínas transportadoras distintas transportan distintos grupos de amino/cidos. -. Sistema de transporte de sodio-aminoácidos a. "l sistema principal de transporte implica a!sorción celular de un ion ;a < y un amino/cido a tra3s de la misma proteína transportadora de la supericie del lumen. !. "l ;a< es !om!eado desde el interior de la clula a la sangre por la ;a <=> <&A?8asa, mientras que el amino/cido pasa a la sangre por gradiente de concentración. c. 4e este modo, el transporte de amino/cidos de la lu+ intestinal a la sangre se reali+a a partir de la idrólisis del adenosintriosato (A?8) ( transporte activo secundario). '. Ciclo de γ -glutamilo a. #n amino/cido de la lu+ reacciona con glutatión ( γ &glutamil&cisteinil&glicina) de la mem!rana celular ormando un amino/cido γ &glutamilo y el dipptido cisteinil&glicina. !. "l amino/cido es transportado a tra3s de la mem!rana celular unido a γ &glutamato y li!erado al citoplasma. La racción γ &gutamilo se utili+a en la resíntesis de glutatión.
PROBLEMAS Instrucciones: cada
una de las preguntas o afirmaciones incompletas numeradas de este aparato va seguida de la respuesta o de la finalización de la afirmación. Seleccione la respuesta o la finalización de la frase correcta en este caso. 1. Tras la digestión de un trozo de pastel que contiene harina leche ! sacarosa co"o principales ingredientes los principales productos car#ohidratos que llegan a la sangre son$ A% &lucosa B% 'ructosa ! galactosa (% 'ructosa ! glucosa
)% 'ructosa ! glucosa E% &lucosa *ructosa ! galactosa +. En la *i#rosis qu,stica los conductos pancre-ticos se o#stru!en con una "ucosidad iscosa. Por consiguiente /cu-l de las siguientes sustancias er- "-s alterada su digestión0 A% B% (% )% E%
Al"idón &rasa Lactosa Sacarosa Maltosa
. 2n c-lculo #iliar que #loqueara la parte superior del conducto #iliar au"entar,a$ A% B% (% )% E%
La *or"ación de quilo"icrones El reciclado de sales #iliares La e3creción de sales #iliares La e3creción de grasa en las heces La digestión inco"pleta de prote,nas
4. /(u-l de las siguientes sustancias constitu!e el "e5or "arcador para el diagnóstico de pancreatitis0 A% B% (% )% ")
Lactasa A"ilasa Lipasa Bicar#onato γ 6gluta"iltrans*erasa
7. El p-ncreas es el lugar de s,ntesis de la enzi"a proteol,tica tripsina. El "otio de que la tripsina no digiera el te5ido en el que se produce es que la tripsina$ A% B% (% )% E%
Sólo es actia a un alor de p8 intestinal ! no al p8 de las c9lulas pancre-ticas. Es sintetizada en una *or"a *os*orilada inactia. Es inactia hasta que la prote,na que la regula la cal"odulina se une al calcio. Es sintetizada co"o un zi"ógeno inactio cu!a actiación requiere una proteólisis. Se une a una prote,na transportadora que li#era la enzi"a actia cuando se desnaturaliza.
Preguntas 6-8 2na "ol9cula de -cido pal",tico unida al car#ono 1 de la parte glicerol de un triacilglicerol es ingerida ! digerida.
:. /(u-l de los siguientes co"puestos "oleculares de la sangre transporta el residuo de pal"itato desde la luz del intestino hasta la super*icie de la c9lula epitelial del intestino0 A% Lipoprote,nas de "u! #a5a densidad B% ;uilo"icrón (% Sal #iliar <. /(u-l de los siguientes co"ple5os "oleculares de la sangre transporta el residuo de pal"itato desde la c9lula epitelial del intestino hasta la sangre0 A% Lipoprote,na de "u! #a5a densidad B% ;uilo"icrón (% Sal #iliar
=. /(u-l de los siguientes co"ple5os "oleculares de la sangre transporta el residuo de pal"itato desde el intestino a tra9s de la sangre hasta un adipocito0 A% B% (% )%
Lipoprote,na de "u! #a5a densidad ;uilo"icrón Sal #iliar Lipasa
>. /(u-l de las siguientes enzi"as digiere las prote,nas de la dieta en el estó"ago0 A% B% (% )%
Pepsina Tripsina (ar#o3ipeptidasa A Enteropeptidasa.
1?. /(u-l de las siguientes enzi"as es sintetizada por c9lulas intestinales0 A% B% (% )%
Pepsina Tripsina (ar#o3ipeptidasa A Enteropeptidasa
11. /(u-l de las siguientes enzi"as disocia enlaces en el e3tre"o car#o3ilo de los residuos de arginina ! lisina de una cadena polipept,dica0 A% B% (% )%
Pepsina Tripsina (ar#o3ipeptidasa A Enteropeptidasa
1+. /(u-l de las siguientes enzi"as act@a co"o una e3opeptidasa0 A% B% (% )%
Pepsina Tripsina (ar#o3ipeptidasa A Enteropeptidasa
1. /(u-l de las siguientes enzi"as es producida por la acción del 8(l so#re su precursor0 A% B% (% )%
Pepsina Tripsina (ar#o3ipeptidasa A Enteropeptidasa
14. (o"o e3peri"ento un pro*esor de una escuela superior conence a cada uno de sus alu"nos para que se "eta una galleta salada de soda en la #oca ! no se la trague. Al ca#o de unos "inutos algunos de los alu"nos notan un sa#or dulce. /(u-l de las siguientes enzi"as es responsa#le de este *enó"eno0 A% B% (% )% E%
A"ilasa Sacarasa Lactasa Maltasa so"altasa
17. 2n ho"#re de = aos se siente hinchado ! tiene ataques de diarrea despu9s de co"er su helado pre*erido. Le ocurre lo "is"o cuando co"e !ogurt queso ! otros productos l-cteos. /(u-l de los siguientes enlaces hidroliza la enzi"a responsa#le de la digestión de este az@car0 A) B) ) 4) E%
&lucosa6αC14% glucosa &lucosa6αC1+% *ructosa &alactosa6βC14% glucosa &lucosa6αC1:% glucosa Enlace pept,dico
1:. 2n ho"#re de :7 aos "ani*iesta a su "9dico su preocupación de su*rir c-ncer de colon. Le e3plica que su padre ! su a#uela *allecieron de#ido a un c-ncer de colon. )espu9s de realizarle una e3ploración *,sica ! constatar que el resultado de la prue#a para detectar presencia de he"oglo#ina es negatio ! que no ha! nada re"arca#le en la colonoscop,a el "9dico le reco"ienda una dieta po#re en grasas ! rica en *i#ra. El "9dico le e3plica que ha! estudios en los que se ha o#serado una dis"inución del riesgo de su*rir c-ncer de colon con el consu"o de *i#ra insolu#le. /(u-l de los siguientes enlaces es responsa#le de la incapacidad para digerir la *i#ra0 A) B) ) 4) ")
αC14% αC1:% βC14% αC1β+% αC4:%
1<. 2n ho"#re de 77aos ha intentado perder peso con una dieta po#re en car#ohidratos. Tras + "eses con resultados poco satis*actorios le con*iesa a su hi5o que aade glucosa a los ca*9s que se to"a por la "aana ! despu9s de co"er pero que cree que sólo parte de 9sta es a#sor#ida ! que no de#er,a ser la causa de que ha!a perdido poco peso. El hi5o estudiante del -rea de la salud le dice que la glucosa se a#sor#e casi por co"pleto en el intestino. /;u9 tipo de transporte utiliza la glucosa para su a#sorción intestinal0 A% B% (% )% E%
Pasio 'acilitado Actio Pasio ! *acilitado Actio ! *acilitado
1=. 2n ho"#re de aos sin pro#le"as de alcoholis"o es re"itido al gastroenterólogo a causa de una hepatopat,a reciente"ente diagnosticada. La #iopsia hep-tica reela de*iciencia de α16antitripsina enzi"a que degrada prote,nas. /En cu-l de los siguientes sitios se llea a ca#o este proceso0 A% B% (% )% E%
En el e3tre"o car#o3,lico de la arginina o la lisina. En el e3tre"o car#o3,lico de los a"ino-cidos aro"-ticos. En el e3tre"o car#o3,lico de a"ino-cidos sin carga. En a"ino-cidos aro"-ticos del e3tre"o (. En a"ino-cidos #-sicos del e3tre"o (
1>. 2n reci9n nacido es isitado por un neonatólogo porque no au"enta de peso. Las en*er"eras de la unidad de cuidados intensios de pediatr,a o#seran que el #e#9 tiene diarrea cada ez que aca#a de co"er. Ade"-s las prue#as anal,ticas indican una hipoproteine"ia grae. El neonatólogo pide una serie de prue#as anal,ticas que indican una de*iciencia cong9nita de enterocinasa. /;u9 zi"ógeno suele actiar esta enzi"a0
A% B% (% )% E%
Tripsina Secretina Tripsinógeno Proelastasa ;ui"otripsinógeno
+?. 2na "u5er con o#esidad decide isitar a su "9dico para e"pezar un progra"a de p9rdida de peso. El "9dico le e3plica que la dieta ! el e5ercicio constitu!en una parte i"portante del progra"a. A ella le preocupa no disponer del tie"po necesario para dedicarse a hacer e5ercicio ! quiere sa#er si ha! alg@n trata"iento *ar"acológico que pueda serle @til. El "9dico decide e"pezar con orlistat que inhi#e directa"ente un paso del proceso de a#sorción de grasas. /)e qu9 paso se trata0 A% B% (% )% E%
La *or"ación de las sales #iliares La *or"ación de las "icelas La acción de las lipasas pancre-ticas ! g-stricas. La a#sorción de los -cidos grasos li#res La *or"ación de quilo"icrones.
+1. 2n alcohólico de 7< aos llega a urgencias despu9s de herirse en un accidente de tr-*ico. Se le realiza una serie de prue#as "eta#ólicas e3haustias ! la deter"inación de la concentración s9rica de γ 6gluta"iltrans*erasa C&&T% que est- "u! eleada. /En cu-l de los siguientes procesos digestios es i"portante esta enzi"a0 A% B% (% )% E%
El reciclado de sales #iliares La a#sorción de car#ohidratos La digestión de triglic9ridos La a#sorción de car#ohidratos La digestión de los car#ohidratos
++. 2na "u5er de :7 aos se so"ete a ealuación por parte de un gastroenterólogo de#ido a la presencia de signos ! s,nto"as progresios de "alnutrición. )urante la e3posición se o#sera una producción considera#le"ente reducida de -cido en el estó"ago. Ta"#i9n se constata presencia de anticuerpos contra c9lulas parietales g-stricas que nor"al"ente son responsa#les de la producción de -cido. /Por qu9 es i"portante el 8(l en la digestión0 A% B) (% )% E%
Esti"ula la degradación del tripsinógeno a tripsina. Es necesario para la actiidad α6a"ilasa. )irige el transporte actio secundario de los a"ino-cidos. Trans*or"a el pepsinógeno en pepsina. Es necesario para la digestión de los l,pidos.
+. 2n chico de + aos su*re esteatorrea p9rdida de peso ! diarrea he"orr-gica. O#sera que la diarrea es peor cuando co"e pan o cereales. 2n gastroenterólogo le realiza una #iopsia durante una colonoscop,a que reela celiaqu,a. /A cu-l de los siguientes s,nto"as se de#e "a!oritaria"ente el trastorno0 A% B% (% )% E%
E3ceso de l,pidos en las grasas 2na de*iciencia de enterocinasa 2na alteración en el transporte del a"ino-cido ciste,na 2na alteración en el transporte de los a"ino-cidos neutros 8ipersensi#ilidad al gluten de las prote,nas
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