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DIGESTION Y ABSORCION DE PROTEINAS DOCENTE:
WILBERT DAVILA VILLANUEVA BROMATOLOGO NUTRICIONISTA
CNP3450
Digestión y Absorción de ProteínasDigestión y Absorción de ProteínasGeneralidadesGeneralidades
Fuente de proteínas para digestión y absorción:Fuente de proteínas para digestión y absorción:- - 70-100 g/día de dieta70-100 g/día de dieta- 20-30 g/día de secreción endógena- 20-30 g/día de secreción endógena- 20-30 g/día de descamación intestinal- 20-30 g/día de descamación intestinal
La proteína dietaria es la única La proteína dietaria es la única fuente de aminoácidosfuente de aminoácidos esencialesesenciales y necesaria para la y necesaria para la mantención del mantención del balance nitrogenado balance nitrogenado
La digestión es muy eficiente y ocurre predominante-La digestión es muy eficiente y ocurre predominante-mente a nivel de intestino delgadomente a nivel de intestino delgado
Enorme variedad de posibles combinaciones aminoací- Enorme variedad de posibles combinaciones aminoací- dicas exige dicas exige múltiples sistemas de hidrólisis múltiples sistemas de hidrólisis enzimática y transporte aminoacídicoenzimática y transporte aminoacídico intestinales intestinales
Calidad y Digestibilidad de las ProteínasCalidad y Digestibilidad de las Proteínas
Valor biológico está determinado por eficien-Valor biológico está determinado por eficien-cia de utilización en crecimiento y se corre-cia de utilización en crecimiento y se corre-ciona con % de aminoácidos esencialesciona con % de aminoácidos esenciales
Digestibilidad proteica depende de:Digestibilidad proteica depende de:- - fuente proteicafuente proteica: animal >> vegetal: animal >> vegetal- - contenido de prolinacontenido de prolina : >% de prolina (glúten, : >% de prolina (glúten,
caseína) disminuye digestibilidadcaseína) disminuye digestibilidad- - fosfoproteínasfosfoproteínas (caseína) son más resistentes a (caseína) son más resistentes a
proteasas pancréaticas proteasas pancréaticas - - manejo pre-ingestamanejo pre-ingesta: cocción facilita la digestibili-: cocción facilita la digestibili-
dad, aunque en ciertos casos disminuye pordad, aunque en ciertos casos disminuye porgeneración de aductos intra/intermolecularesgeneración de aductos intra/intermoleculares
Estructura de las ProteínasEstructura de las Proteínas
Secuencia primaria estructurada por ordena-Secuencia primaria estructurada por ordena-miento lineal de 20 aminoácidos miento lineal de 20 aminoácidos
CCCC
OO
OO
HH
RR
HH33NN++
--Alifático: Alifático: G, A, G, A, V, L, IV, L, I, P, PAromático: F, WAromático: F, W, Y, YPolar, sin carga: Polar, sin carga: Q, R, S,Q, R, S,
T, MT, M, C, CBásico: Básico: R, R, K, HK, HAcídico: Acídico: D, ED, E
CC CC
OO
HH
RR11
HNHN CC CC
OO
HH
RR22
HNHN CC CC
OO
HH
RR33
HNHN
ProteínasProteínas
OligopéptidosOligopéptidos
Proteasas y peptidasasProteasas y peptidasasgástricas y pancreáticasgástricas y pancreáticas
PéptidosPéptidosAminoácidosAminoácidos
PeptidasasPeptidasasde membranade membrana
PéptidosPéptidosAminoácidosAminoácidosPeptidasasPeptidasascitosólicascitosólicas
LUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL
ENTEROCITOENTEROCITO
SANGRE SANGRE PORTALPORTAL Péptidos (10%)Péptidos (10%)Aminoácidos (90%)Aminoácidos (90%)
Digestión y Absorción de ProteínasDigestión y Absorción de ProteínasEsquema GeneralEsquema General
Digestión de ProteínasDigestión de ProteínasFasesFases
Fase luminalFase luminal Proteasas y peptidasas solublesProteasas y peptidasas solublesOcurre en estómago e intestinoOcurre en estómago e intestino
Fase ParietalFase Parietal Peptidasas asociadas a membrana plasmá-Peptidasas asociadas a membrana plasmá-
tica y de localización intracelulartica y de localización intracelularOcurre sólo en intestinoOcurre sólo en intestino
Digestión de ProteínasDigestión de ProteínasFase Luminal GástricaFase Luminal Gástrica
Emulsificación y denaturación acídica aumentan Emulsificación y denaturación acídica aumentan susceptibilidad a proteólisis enzimáticasusceptibilidad a proteólisis enzimática
PepsinasPepsinas (proteasas ácidas) gástricas(proteasas ácidas) gástricas• • Producto de células principalesProducto de células principales• • Precursores inactivos (Precursores inactivos (pepsinógenos I y IIpepsinógenos I y II))• • Activación por autocatálisisActivación por autocatálisis a pH ácido a pH ácido• • Máxima actividad a pH 1-3Máxima actividad a pH 1-3 con inactivación con inactivación
a pH > 4.5a pH > 4.5• • Actúan sobre Actúan sobre enlace peptídico formado enlace peptídico formado
por aminoácidos aromáticos y alifáticospor aminoácidos aromáticos y alifáticos • • Generan oligopéptidos de gran tamaño y Generan oligopéptidos de gran tamaño y
no absorbiblesno absorbibles
Digestión de ProteínasDigestión de ProteínasFase Luminal GástricaFase Luminal Gástrica (cont.)(cont.)
Regulación de la secreción de pepsinógenos porRegulación de la secreción de pepsinógenos porfactores hormonalesfactores hormonales (gastrina, histamina) (gastrina, histamina) y y neuralesneurales (vago/acetilcolina) (vago/acetilcolina)
Dependiente de secreción de ácido gástrico yDependiente de secreción de ácido gástrico yproporcional a tiempo de residencia gástricoproporcional a tiempo de residencia gástrico
Sólo determina 10-15% de la digestiónSólo determina 10-15% de la digestión de proteínasde proteínas dietarias y dietarias y NO es un proceso esencialNO es un proceso esencial en la en la digestión proteica totaldigestión proteica total
Digestión de ProteínasDigestión de ProteínasFase Luminal IntestinalFase Luminal Intestinal
Mediada por Mediada por acción secuencial de proteasas pan-acción secuencial de proteasas pan-creáticascreáticas secretadas por células zimógenas secretadas por células zimógenas
Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutroLas proteasas pancreáticas actúan a pH neutrogenerando generando oligopéptidosoligopéptidos (60-70%) (60-70%) y amino-y amino-ácidos libresácidos libres (30-40%) (30-40%)
Secreción de proteasas pancreáticas es regulada Secreción de proteasas pancreáticas es regulada por por factores hormonales factores hormonales (CCK, secretina,(CCK, secretina,gastrina)gastrina) y neurales y neurales (acetilcolina, VIP) por(acetilcolina, VIP) porvía de cAMP y Cavía de cAMP y Ca+2+2/calmodulina/calmodulina
Activación de Proteasas PancreáticasActivación de Proteasas Pancreáticas
Son secretadas en forma inactiva y se activan por Son secretadas en forma inactiva y se activan por cascada proteolítica iniciada por enteroquinasacascada proteolítica iniciada por enteroquinasa
TripsinógenoTripsinógenoEnteroquinasaEnteroquinasa
TripsinaTripsinaENDOPEPTIDASASENDOPEPTIDASASTripsinógenoTripsinógeno TripsinaTripsinaQuimotripsinógenoQuimotripsinógeno QuimotripsinaQuimotripsinaProelastasaProelastasa ElastasaElastasa
ECTOPEPTIDASASECTOPEPTIDASASProcarboxipeptidasa AProcarboxipeptidasa A Carboxipeptidasa ACarboxipeptidasa AProcarboxipeptidasa B Procarboxipeptidasa B Carboxipeptidasa BCarboxipeptidasa B
Digestión Intraluminal de ProteínasDigestión Intraluminal de Proteínaspor Acción de Proteasas Pancreáticaspor Acción de Proteasas Pancreáticas
COOHCOOH
NHNH22
Arg
Phe
Leu
TripsinaTripsina
ElastasaElastasa
QuimotripsinaQuimotripsina
NHNH22
Arg
COOHCOOH
Phe
NHNH22
COOHCOOH
Leu
NHNH22
COOHCOOH
Arg COOHCOOHNHNH22
NHNH22
COOHCOOH
Leu COOHCOOHNHNH22
Phe COOHCOOHNHNH22
NHNH22
COOHCOOH
OligopéptidosOligopéptidos
AA BásicosAA Básicos
AA NeutrosAA Neutros
Carboxi-Carboxi-Peptidasa BPeptidasa B
Carboxi-Carboxi-Peptidasa APeptidasa A
Fase Parietal de la Fase Parietal de la Digestión Intestinal de ProteínasDigestión Intestinal de Proteínas
Proteasas asociadas a membrana celularProteasas asociadas a membrana celular• • Más de 20 peptidasas diferentes:Más de 20 peptidasas diferentes:
endopeptidasas, aminopeptidasas,endopeptidasas, aminopeptidasas,carboxipeptidasas, dipeptidasas (carboxipeptidasas, dipeptidasas (pro-pro-lina-dipeptidasalina-dipeptidasa) )
• • Digieren oligopéptidos luminales a amino-Digieren oligopéptidos luminales a amino-ácidos libres, dipéptidos y tripéptidosácidos libres, dipéptidos y tripéptidos
• • Actividad regulada por sustrato y productoActividad regulada por sustrato y producto
Proteasas intracelularesProteasas intracelulares Amino di- y tripeptidasa, Amino di- y tripeptidasa, prolina-dipeptidasaprolina-dipeptidasa
Absorción Intestinal por Absorción Intestinal por Transporte de Aminoácidos y PéptidosTransporte de Aminoácidos y Péptidos
Ocurre por Ocurre por transportadores de aminoácidos ytransportadores de aminoácidos y péptidos péptidos del ribete estriadodel ribete estriado
Transporte activo/pasivo y NaTransporte activo/pasivo y Na++ dependiente/inde- dependiente/inde-pendientependiente
Necesidad de Necesidad de múltiples transportadoresmúltiples transportadores determina- determina-dos por la diferencia de tamaño y carga de dos por la diferencia de tamaño y carga de
los aminoácidos y péptidoslos aminoácidos y péptidos
Transporte peptídico más rápido que aminoácidosTransporte peptídico más rápido que aminoácidosT. peptídicoT. peptídico T. aminoacídicoT. aminoacídicoYeyuno >> IleónYeyuno >> Ileón Ileón >> YeyunoIleón >> Yeyuno
Transporte Intestinal de AminoácidosTransporte Intestinal de Aminoácidos
Ocurre por varios mecanismos:Ocurre por varios mecanismos: % Relativo para% Relativo para AlaninaAlanina
T. activo NaT. activo Na++ dependiente dependiente 75% 75%T. facilitado NaT. facilitado Na++ independ. independ. 20% 20%Difusión pasivaDifusión pasiva < 5% < 5%
AminoácidosAminoácidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL
ENTEROCITOENTEROCITO
SANGRE SANGRE PORTALPORTAL
NaNa++
NaNa++ KK++
AminoácidosAminoácidos
NaNa++
AminoácidosAminoácidos
AminoácidosAminoácidos
AminoácidosAminoácidos
KK++
AminoácidosAminoácidos
Transportadores de Aminoácidos Transportadores de Aminoácidos del Ribete Estriado del Epitelio Intestinaldel Ribete Estriado del Epitelio Intestinal
DependenciaDependenciaSistemaSistema Sustrato Sustrato NaNa++ Otros ionesOtros iones
BB Aminoácidos neutrosAminoácidos neutros SI SI NONO
BB0,+0,+ Aminoácidos neutros,Aminoácidos neutros, SI SI NONO básicos y cisteínabásicos y cisteína
bb0,+0,+ Aminoácidos neutros,Aminoácidos neutros, NO NO NONO básicos y cisteínabásicos y cisteína
yy00 Aminoácidos básicosAminoácidos básicos NO NO NONOIMINOIMINO Prolina, hidroxiprolinaProlina, hidroxiprolina SI SI ClCl--
-Aminoácidos-Aminoácidos SI SI ClCl--
XX--AGAG Aminoácidos acídicosAminoácidos acídicos SI SI KK++
Transporte Intestinal de AminoácidosTransporte Intestinal de Aminoácidos
Ocurre por varios mecanismos:Ocurre por varios mecanismos: % Relativo para% Relativo para AlaninaAlanina
T. activo NaT. activo Na++ dependiente dependiente 75% 75%T. facilitado NaT. facilitado Na++ independ. independ. 20% 20%Difusión pasivaDifusión pasiva < 5% < 5%
AminoácidosAminoácidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL
ENTEROCITOENTEROCITO
SANGRE SANGRE PORTALPORTAL
NaNa++
NaNa++ KK++
AminoácidosAminoácidos
NaNa++
AminoácidosAminoácidos
AminoácidosAminoácidos
AminoácidosAminoácidos
KK++
AminoácidosAminoácidos
Transportadores de Aminoácidos del Transportadores de Aminoácidos del Dominio Basolateral del Epitelio IntestinalDominio Basolateral del Epitelio Intestinal
Dependencia deDependencia deSistemaSistema Sustrato Sustrato Gradiente de Na Gradiente de Na++
AA Aminoácidos neutros,Aminoácidos neutros, SI SI prolina, hidroxiprolinaprolina, hidroxiprolina
ASCASC Aminoácidos neutros deAminoácidos neutros de SI SI 3-4 carbonos3-4 carbonos
ascasc Aminoácidos neutros deAminoácidos neutros de NO NO 3-4 carbonos3-4 carbonos
LL Aminoácidos hidrofóbicos Aminoácidos hidrofóbicos NO NO de gran tamaño de gran tamaño
yy++ Aminoácidos básicosAminoácidos básicos NO NO
PéptidosPéptidos
PeptidasasPeptidasascitosólicascitosólicas
LUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL
ENTEROCITOENTEROCITO
SANGRE SANGRE PORTALPORTAL
AminoácidosAminoácidos
Transporte Intestinal de PéptidosTransporte Intestinal de Péptidos
2H2H++
PéptidosPéptidos HH++
NaNa++
NaNa++
NaNa++KK++AminoácidosAminoácidosPéptidosPéptidos
Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogenionesa hidrogeniones
Importancia de la Absorción de Amino- Importancia de la Absorción de Amino- ácidos y Péptidos en el Metabolismo ácidos y Péptidos en el Metabolismo Energético y Proteico del IntestinoEnergético y Proteico del Intestino
Los aminoácidos absorbidos, en particular Los aminoácidos absorbidos, en particular glutamina, aspartato y glutamato, son laglutamina, aspartato y glutamato, son laprincipal fuente energética del intestinoprincipal fuente energética del intestino
Aproximadamente 10% de los aminoácidos absor-Aproximadamente 10% de los aminoácidos absor-bidos se utilizan para síntesis proteica endó-bidos se utilizan para síntesis proteica endó-gena en el enterocitogena en el enterocito
Sindromes Clínicos Hereditarios Sindromes Clínicos Hereditarios Asociados a Malabsorción Proteica Asociados a Malabsorción Proteica
IntestinalIntestinal
Defectos Específicos de Digestión/Absorción ProteicaDefectos Específicos de Digestión/Absorción Proteica• • Deficiencia de enteroquinasa o tripsinógenoDeficiencia de enteroquinasa o tripsinógeno• • Deficiencia de prolina dipeptidasa Deficiencia de prolina dipeptidasa • • Sindrome de Hartnup: defecto en transporte Sindrome de Hartnup: defecto en transporte
de aminoácidos neutrosde aminoácidos neutros• • Cistinuria: defecto en transporte de amino-Cistinuria: defecto en transporte de amino-
ácidos básicos y cisteínaácidos básicos y cisteína• • Intolerancia proteica lisinúricaIntolerancia proteica lisinúrica
Defectos Generales de Absorción IntestinalDefectos Generales de Absorción Intestinal• • Fibrosis quística: insuficiencia pancreáticaFibrosis quística: insuficiencia pancreática• • OtrosOtros