SERMI
3ª CLASE
El Objetivo de esta 3ª clase es que aprendas los siguiente puntos:
Fisiología de la Absorción Intestinal y Dinámica Metabólica: Un Análisis Integral
Resumen
Los mecanismos fundamentales de la absorción de nutrientes y la regulación metabólica posterior. El proceso se centra en el enterocito, la célula epitelial de la vellosidad intestinal que actúa como la "frontera" de absorción. Los nutrientes se clasifican por su ruta de transporte: los hidrosolubles (glucosa, aminoácidos, minerales) se dirigen principalmente al hígado a través de la vena porta, mientras que los lípidos grandes (quilomicrones) utilizan la vía linfática.
La eficiencia de este sistema depende críticamente de la bomba Na⁺/K⁺-ATPasa, que genera el gradiente de sodio necesario para el cotransporte de nutrientes. Alteraciones en este equilibrio, como el consumo excesivo de fructosa o la hiperabsorción de glucosa, están directamente vinculadas con patologías metabólicas como la obesidad, el hígado graso no alcohólico (NAFLD) y la resistencia a la insulina. El control del almacenamiento y liberación de energía está regido por un sistema hormonal tripartito: la insulina (almacenamiento), el glucagón (liberación en ayuno) y la adrenalina (liberación rápida ante estrés).
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1. La Frontera de Absorción: Anatomía y el Enterocito
La absorción ocurre predominantemente en las vellosidades intestinales. La localización anatómica determina la especialización: el yeyuno y la primera parte del íleon absorben carbohidratos y aminoácidos, mientras que el íleon distal se especializa en la absorción de sales biliares.
El Enterocito
Es la célula clave del proceso, caracterizada por tener dos caras funcionales:
- Membrana Apical (Borde en cepillo): Orientada hacia la luz intestinal; es el punto de entrada de los nutrientes.
- Membrana Basolateral: Orientada hacia la lámina propia; permite el paso de nutrientes hacia los capilares sanguíneos (ruta portal al hígado) o hacia los vasos quilíferos (ruta linfática a la circulación sistémica).
El Motor Energético
La absorción no es un proceso pasivo en su totalidad. La Na⁺/K⁺-ATPasa en la membrana basolateral consume ATP para mantener bajos los niveles de sodio dentro del enterocito. Este gradiente de sodio es el "motor" que permite el cotransporte de nutrientes por la membrana apical. Fallas por inflamación, hipoxia o daño en el borde en cepillo reducen drásticamente la eficiencia de este transporte.
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2. Metabolismo de Carbohidratos
La absorción de azúcares varía según su estructura molecular y los transportadores implicados:
Glucosa y Galactosa
- Entrada: Utilizan el transportador SGLT1 mediante transporte activo secundario (dependiente de sodio).
- Salida: Atraviesan la membrana basolateral vía GLUT2 por difusión facilitada hacia el hígado.
- Factor de Riesgo: Ante cargas altas de carbohidratos, el GLUT2 puede aparecer anormalmente en la cara apical, provocando "hiperabsorción", picos glucémicos y señalización de almacenamiento de grasa blanca.
Fructosa
- Entrada: Utiliza GLUT5 por difusión facilitada (sin gasto de ATP).
- Salida: Principalmente vía GLUT2 hacia la vena porta.
- Impacto Metabólico: La fructosa es descrita como "tramposa"; favorece la lipogénesis de novo (creación de grasa) en el hígado y genera menos saciedad que la glucosa, especialmente en formato líquido.
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3. Absorción de Proteínas: Aminoácidos y Péptidos
La digestión proteica resulta en aminoácidos libres y péptidos cortos que utilizan rutas distintas y altamente eficientes:
Sustrato
Transportador Apical
Mecanismo
Procesamiento Interno
Dipéptidos / Tripéptidos
PEPT1
Cotransporte con H⁺
Se rompen en el citosol por peptidasas a aminoácidos libres.
AA Neutros
B⁰AT1 (Gen SLC6A19)
Dependiente de Na⁺
Pasan directamente a la circulación.
AA Pequeños
PAT1 (Gen SLC36A1)
Acoplado a protones (H⁺)
Pasan directamente a la circulación.
Los aminoácidos salen del enterocito hacia la sangre mediante transportadores de eflujo como LAT1/LAT2.
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4. Dinámica de las Grasas: Rutas Linfática y Portal
La absorción de lípidos requiere una emulsificación previa por sales biliares y la acción de la lipasa pancreática. Se distinguen dos rutas principales según la longitud de la cadena de ácidos grasos (AG):
A. Ácidos Grasos de Cadena Larga (AGCL) y Triglicéridos
Siguen la ruta linfática (ruta del quilomicrón):
- Entran al enterocito desde micelas mixtas.
- En el retículo endoplásmico liso se re-esterifican para formar triglicéridos.
- Se ensamblan con la proteína estructural ApoB-48, colesterol y fosfolípidos para formar quilomicrones.
- Salen por exocitosis hacia el vaso quilífero linfático, desembocando finalmente en la circulación sistémica.
- La Lipoproteína Lipasa (LPL) en los capilares rompe los triglicéridos para que el adipocito los almacene o el miocito los oxide.
B. Ácidos Grasos de Cadena Media y Corta (AGCM / AGCC)
Siguen la ruta portal:
- Son más hidrosolubles y viajan unidos a la albúmina directamente hacia el hígado.
- Los AGCC (acetato, propionato, butirato) son producidos principalmente por la microbiota colónica a partir de la fibra y son vitales para la integridad intestinal.
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5. El Hígado como Centro de Control
El hígado recibe glucosa, galactosa, fructosa, aminoácidos y AG de cadena media/corta a través de la vena porta.
Glucogenogénesis (Formación de Glucógeno)
La glucosa es atrapada en la célula mediante fosforilación:
- En el Hígado (Hepatocito): La enzima glucocinasa convierte glucosa en G6P. El glucógeno resultante sirve para mantener la glucemia sistémica.
- En el Músculo (Miocito): La enzima hexocinasa realiza la conversión. El glucógeno muscular es de uso exclusivamente local para energía.
- Enzimas Clave: La glucógeno sintasa construye los enlaces principales, mientras que la enzima ramificante crea la estructura compleja. Se requiere la proteína glicogenina como cebador inicial.
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6. Regulación Hormonal del Metabolismo
El estado metabólico del cuerpo es un equilibrio entre tres señales hormonales principales:
- Insulina ("Modo Guardar"): Se activa con la glucemia elevada.
- Estimula la inserción de GLUT4 en músculo y grasa.
- Enciende la glucógeno sintasa (guarda glucosa) y apaga la glucógeno fosforilasa (frena la liberación).
- Glucagón ("Modo Liberar"): Actúa durante el ayuno o niveles bajos de azúcar.
- Principalmente en el hígado, estimula la glucogenólisis (romper glucógeno) y la gluconeogénesis (crear glucosa nueva).
- Adrenalina ("Modo Supervivencia"): Se libera ante estrés o esfuerzo intenso.
- Provee energía inmediata liberando glucógeno tanto en el hígado como en el músculo.
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7. Identificación de Fallas Metabólicas y Obesidad
El análisis de las fuentes identifica puntos críticos donde el sistema falla y promueve la obesidad:
- Hiperabsorción Intestinal: El aumento adaptativo de transportadores de carbohidratos genera picos de insulina constantes que favorecen el almacenamiento de grasa blanca.
- Toxicidad de la Fructosa: El exceso de fructosa procesada sobrecarga al hepatocito, derivando en triglicéridos altos y resistencia a la insulina hepática.
- Disfunción Postprandial: La ingesta simultánea de grasas y carbohidratos eleva la insulina, lo que hiperactiva la LPL en el tejido adiposo, forzando una mayor captura de grasa en los adipocitos.
- Resistencia a la Insulina Periférica: Si el músculo deja de captar glucosa eficientemente, el exceso circulante se desvía hacia el almacenamiento graso, perpetuando el estrés metabólico.