Digestión y Absorción de Proteínas
Generalidades
Fuente de proteínas para digestión y absorción:
- 70-100 g/día de dieta
- 20-30 g/día de secreción endógena
- 20-30 g/día de descamación intestinal
La proteína dietaria es la única fuente de aminoácidos
esenciales y necesaria para la mantención del
balance nitrogenado
La digestión es muy eficiente y ocurre predominantemente a nivel de intestino delgado
Enorme variedad de posibles combinaciones aminoacídicas exige múltiples sistemas de hidrólisis
enzimática y transporte aminoacídico intestinales
Calidad y Digestibilidad de las Proteínas
Valor biológico está determinado por eficiencia de utilización en crecimiento y se correciona con % de aminoácidos esenciales
Digestibilidad proteica depende de:
- fuente proteica: animal >> vegetal
- contenido de prolina : >% de prolina (glúten,
caseína) disminuye digestibilidad
- fosfoproteínas (caseína) son más resistentes a
proteasas pancréaticas
- manejo pre-ingesta: cocción facilita la digestibilidad, aunque en ciertos casos disminuye por
generación de aductos intra/intermoleculares
Estructura de las Proteínas
Secuencia primaria estructurada por ordenamiento lineal de 20 aminoácidos
O
C O
+
H3N C H
R
HN
Alifático: G, A, V, L, I, P
Aromático: F, W, Y
Polar, sin carga : Q, R,
S,
T, M, C
Básico: R, K, H
Acídico: D, E
O
O
CH C HN
R1
CH C HN
R2
O
CH C
R3
Digestión y Absorción de Proteínas
Esquema General
Proteínas
LUMEN
INTESTINAL
Proteasas y peptidasas
gástricas y pancreáticas
Oligopéptidos
Aminoácidos
Péptidos
Peptidasas
de membrana
ENTEROCITO
Aminoácidos
Péptidos
Peptidasas
citosólicas
SANGRE
PORTAL
Aminoácidos (90%)
Péptidos (10%)
Digestión de Proteínas
Fases
Fase luminal
Proteasas y peptidasas solubles
Ocurre en estómago e intestino
Fase Parietal
Peptidasas asociadas a membrana plasmática y de localización intracelular
Ocurre sólo en intestino
Digestión de Proteínas
Fase Luminal Gástrica
Emulsificación y denaturación acídica aumentan
susceptibilidad a proteólisis enzimática
Pepsinas (proteasas ácidas) gástricas
• Producto de células principales
• Precursores inactivos (pepsinógenos I y II)
• Activación por autocatálisis a pH ácido
• Máxima actividad a pH 1-3 con inactivación
a pH > 4.5
• Actúan sobre enlace peptídico formado
por aminoácidos aromáticos y alifáticos
• Generan oligopéptidos de gran tamaño y
no absorbibles
Digestión de Proteínas
Fase Luminal Gástrica (cont.)
Regulación de la secreción de pepsinógenos por
factores hormonales (gastrina, histamina) y
neurales (vago/acetilcolina)
Dependiente de secreción de ácido gástrico y
proporcional a tiempo de residencia gástrico
Sólo determina 10-15% de la digestión de proteínas
dietarias y NO es un proceso esencial en la
digestión proteica total
Digestión de Proteínas
Fase Luminal Intestinal
Mediada por acción secuencial de proteasas pancreáticas secretadas por células zimógenas
Las proteasas pancreáticas actúan a pH neutro
generando oligopéptidos (60-70%) y aminoácidos libres (30-40%)
Secreción de proteasas pancreáticas es regulada
por factores hormonales (CCK, secretina,
gastrina) y neurales (acetilcolina, VIP) por
vía de cAMP y Ca+2/calmodulina
Activación de Proteasas Pancreáticas
Son secretadas en forma inactiva y se activan por
cascada proteolítica iniciada por enteroquinasa
Tripsinógeno
Enteroquinasa
Tripsina
ENDOPEPTIDASAS
Tripsinógeno
Quimotripsinógeno
Proelastasa
Tripsina
Quimotripsina
Elastasa
ECTOPEPTIDASAS
Procarboxipeptidasa A
Procarboxipeptidasa B
Carboxipeptidasa A
Carboxipeptidasa B
Digestión Intraluminal de Proteínas
por Acción de Proteasas Pancreáticas
NH2
Tripsina
NH2
Arg
CarboxiPeptidasa B
COOH
Arg
NH2 Arg
COOH
AA Básicos
NH2
COOH
NH2
Oligopéptidos
NH2
Quimotripsina
Phe
Phe
COOH
Leu
NH2
Elastasa
COOH
CarboxiPeptidasa A
COOH
NH2 Phe COOH
NH2 Leu COOH
Leu
COOH
AA Neutros
Fase Parietal de la
Digestión Intestinal de Proteínas
Proteasas asociadas a membrana celular
• Más de 20 peptidasas diferentes:
endopeptidasas, aminopeptidasas,
carboxipeptidasas, dipeptidasas (prolina-dipeptidasa)
• Digieren oligopéptidos luminales a aminoácidos libres, dipéptidos y tripéptidos
• Actividad regulada por sustrato y producto
Proteasas intracelulares
Amino di- y tripeptidasa, prolina-dipeptidasa
Absorción Intestinal por
Transporte de Aminoácidos y Péptidos
Ocurre por transportadores de aminoácidos y
péptidos del ribete estriado
Transporte activo/pasivo y Na+ dependiente/independiente
Necesidad de múltiples transportadores determinados por la diferencia de tamaño y carga de
los aminoácidos y péptidos
Transporte peptídico más rápido que aminoácidos
T. peptídico
T. aminoacídico
Yeyuno >> Ileón
Ileón >> Yeyuno
Transporte Intestinal de Aminoácidos
Ocurre por varios mecanismos:
T. activo Na+ dependiente
T. facilitado Na+ independ.
Difusión pasiva
LUMEN
INTESTINAL Aminoácidos
% Relativo para
Alanina
75%
20%
< 5%
Aminoácidos
Na+
Na+
ENTEROCITO
Aminoácidos
Aminoácidos
K+
SANGRE
PORTAL
Aminoácidos Na+
K+
Aminoácidos
Transportadores de Aminoácidos
del Ribete Estriado del Epitelio Intestinal
Sistema
Sustrato
B
B0,+
Aminoácidos neutros
Aminoácidos neutros,
básicos y cisteína
Aminoácidos neutros,
básicos y cisteína
Aminoácidos básicos
Prolina, hidroxiprolina
-Aminoácidos
Aminoácidos acídicos
b0,+
y0
IMINO

X-AG
Dependencia
Na+ Otros iones
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
NO
ClClK+
Transporte Intestinal de Aminoácidos
Ocurre por varios mecanismos:
T. activo Na+ dependiente
T. facilitado Na+ independ.
Difusión pasiva
LUMEN
INTESTINAL Aminoácidos
% Relativo para
Alanina
75%
20%
< 5%
Aminoácidos
Na+
Na+
ENTEROCITO
Aminoácidos
Aminoácidos
K+
SANGRE
PORTAL
Aminoácidos Na+
K+
Aminoácidos
Transportadores de Aminoácidos del
Dominio Basolateral del Epitelio Intestinal
Dependencia de
Gradiente de Na+
Sistema
Sustrato
A
Aminoácidos neutros,
prolina, hidroxiprolina
Aminoácidos neutros de
3-4 carbonos
Aminoácidos neutros de
3-4 carbonos
Aminoácidos hidrofóbicos
de gran tamaño
Aminoácidos básicos
ASC
asc
L
y+
SI
SI
NO
NO
NO
Transporte Intestinal de Péptidos
Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado
a hidrogeniones
LUMEN
INTESTINAL
Péptidos
Péptidos
2H+
Na+
H+
Na+
Peptidasas
citosólicas
ENTEROCITO
Aminoácidos
SANGRE
PORTAL
Péptidos
Aminoácidos
K+
Na+
Importancia de la Absorción de Aminoácidos y Péptidos en el Metabolismo
Energético y Proteico del Intestino
Los aminoácidos absorbidos, en particular
glutamina, aspartato y glutamato, son la
principal fuente energética del intestino
Aproximadamente 10% de los aminoácidos absorbidos se utilizan para síntesis proteica endógena en el enterocito
Sindromes Clínicos Hereditarios
Asociados a Malabsorción Proteica
Intestinal
Defectos Específicos de Digestión/Absorción Proteica
• Deficiencia de enteroquinasa o tripsinógeno
• Deficiencia de prolina dipeptidasa
• Sindrome de Hartnup: defecto en transporte
de aminoácidos neutros
• Cistinuria: defecto en transporte de aminoácidos básicos y cisteína
• Intolerancia proteica lisinúrica
Defectos Generales de Absorción Intestinal
• Fibrosis quística: insuficiencia pancreática
• Otros
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Abosrción de proteínas