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Digestión y Absorción de los Carbohidratos

Los carbohidratos almacenan energía y se utilizan como fuente de nutrición. Los carbohidratos están presentes en numerosos alimentos, como el pan, papas, plátanos y miel. Los polisacáridos, principalmente en forma de almidón, son la principal fuente dietética de carbohidratos para los humanos. Para que los humanos los utilicen como energía, la mayoría de los carbohidratos deben metabolizarse. El metabolismo de los carbohidratos implica la transformación de almidones complejos en glucosa, un monosacárido que posteriormente puede ser absorbido por el cuerpo. La digestión de los carbohidratos comienza en la boca con la acción de las amilasas salivales. El almidón restante se descompone aún más por la amilasa pancreática en los intestinos. La oxidación de 1 g de carbohidratos proporciona 4 kcal de energía.

Última actualización: 6 May, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Digestión de los Carbohidratos

La digestión de los carbohidratos consiste en descomponer los disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos en monosacáridos.

  • Los principales carbohidratos de la dieta son las hexosas (azúcares de 6 carbonos) como la glucosa → fácilmente absorbida por los enterocitos
  • Los disacáridos y polisacáridos deben descomponerse en azúcares más pequeños para su absorción

Boca:

  • La amilasa salival divide los almidones en maltosa y polisacáridos
  • Las amilasas funcionan a un pH alto → pierden su actividad en el estómago

Estómago:

El estómago tiene una función digestiva limitada debido a su pH altamente ácido.

Intestino delgado:

  • La amilasa pancreática (liberada de las células acinares) y otras enzimas descomponen los carbohidratos
  • El borde en cepillo tiene una membrana de microvellosidades → digiere oligosacáridos y disacáridos
Digestión del borde en cepillo

Digestión del borde en cepillo:
Diagrama del disacárido lactosa que se hidroliza en monosacáridos constituyentes (galactosa y glucosa) para ser absorbido por los enterocitos. El borde en cepillo se utiliza en la digestión de muchos otros disacáridos.
SGLT1: transportador ligado a sodio-glucosa 1

Imagen por Lecturio. Licencia: CC BY-NC-SA 4.0
Tabla: Descripción general de la digestión
Carbohidrato Procesos requeridos para la digestión
Polisacáridos
  • Las amilasas salivales y pancreáticas hidrolizan enlaces α-1,4 de amilosa y amilopectina, dejando oligosacáridos y otros derivados.
Disacáridos Digestión del borde en cepillo:
  • La enzima sacarasa hidroliza la sacarosa en fructosa y glucosa.
  • La enzima lactasa hidroliza la lactosa en galactosa y glucosa.
  • La isomaltasa, la maltasa y la sacarasa descomponen la maltosa en 2 moléculas de glucosa y la maltotriosa en 3 moléculas de glucosa.
Table: Classifying carbohydrates based on size
Name Definition Examples in humans
Monosaccharides Molecules consisting of a single sugar group
  • Glucose
  • Galactose
  • Fructose
    Disaccharides A combination of 2 monosaccharides
    • Maltose (glucose + glucose)
    • Lactose (glucose + galactose)
    • Sucrose (glucose + fructose)
      Oligosaccharides A combination of 3‒10 monosaccharides Usually attached to:
      • Proteins (forming glycoproteins)
      • Lipids (forming glycolipids)
        Polysaccharides A combination of > 10 monosaccharides
        • Glycogen
        • Cellulose
        • Glycosaminoglycans (GAGs)
        • Starch (a combination of 2 polysaccharides: amylose and amylopectin)

          Absorción de los Carbohidratos

          Después de la digestión, los carbohidratos se absorben y se transportan a través de la circulación portal. El transporte puede ser un mecanismo activo, facilitado o pasivo.

          • El transporte activo implica el uso de enzimas transportadoras, que mueven los carbohidratos a través de la membrana plasmática, incluso en contra del gradiente de concentración.
          • La difusión facilitada ocurre a favor de gradientes de concentración con la ayuda adicional de enzimas transmembranales que no requieren energía.
          • La absorción pasiva mueve los azúcares por gradientes de concentración sin necesidad de asistencia enzimática o energía; es el mecanismo más lento.

          Los transportadores tienen roles específicos y sus funciones pueden ser activas, facilitadas o pasivas.

          • SGLT1:
            • Se encuentra en el intestino delgado; funciones de transporte de glucosa
            • Se basa en un gradiente de sodio activamente generado por una bomba ATPasa (bomba Na+/K+-ATPasa)
            • Transporta 2 sodios, glucosa o galactosa y agua
          • Transportador de glucosa 2 (GLUT2)
            • Se encuentra en riñón, hígado y páncreas y en la membrana basolateral del intestino delgado
            • Transporta glucosa y fructosa por difusión facilitada
            • La bidireccionalidad permite un cambio de función dependiendo de las condiciones celulares.
          • GLUT4
            • Expresado principalmente en tejido adiposo
            • Regulado por insulina
          • GLUT5
            • Transporta fructosa a través de difusiones facilitadas

          La absorción pasiva de glucosa representa una minoría de las capacidades de absorción. La mayor parte de la absorción ocurre en la 1ra parte del intestino delgado (duodeno, yeyuno).

          Tabla: Revisión de los transportadores
          Transportador Localización Función
          GLUT1 La mayoría de las células humanas: eritrocitos, sistema nervioso central (SNC), córnea, placenta, tejido fetal
          • Barrera hematoencefálica
          • Alta afinidad por la glucosa
          GLUT2
          • Hígado: hepatocitos
          • Células β de los islotes pancreáticos
          • Riñón e intestino delgado
          • Transporta monosacáridos desde la membrana basolateral de los enterocitos hacia la sangre
          • Baja afinidad por la glucosa
          • Permite que los hepatocitos absorban y liberen glucosa para la glucólisis y la gluconeogénesis
          GLUT3
          • La mayoría de las células humanas
          • SNC
          • Placenta
          • Barrera hematoencefálica
          • Alta afinidad por la glucosa
          GLUT4
          • Tejido adiposo
          • Tejido muscular
          • Regula la homeostasis de la glucosa
          • Estimulado por insulina: captación y almacenamiento de glucosa controladamente
          • Inducido por el ejercicio físico
          GLUT5
          • Enterocitos
          • Espermatocitos
          Transporta fructosa
          Transportador 1 ligado a sodio-glucosa (SGLT1) 1ra parte del túbulo contorneado proximal
          • Proteínas de transporte de alta capacidad y baja afinidad
          SGLT2 Parte distal del túbulo contorneado proximal
          • Proteínas transportadoras de alta afinidad y baja capacidad
          • Responsable de la reabsorción de glucosa

          Relevancia Clínica

          • Intolerancia a la lactosa: trastorno gastrointestinal de malabsorción causado por una deficiencia de lactasa, una enzima del borde en cepillo involucrada en la digestión y absorción de la lactosa. La lactosa es un disacárido compuesto de glucosa y galactosa. Los pacientes con intolerancia a la lactosa presentan dolor abdominal, diarrea y flatulencia después de consumir productos con lactosa. El tratamiento es la modificación de la dieta o la suplementación con lactasa en los casos más leves.
          • Galactosemia: afección autosómica recesiva que impide el procesamiento de la galactosa. La galactosemia es una afección grave que se presenta de manera temprana en la vida de los lactantes, que experimentan letargo, náuseas, vómitos, diarrea e ictericia. Los pacientes pueden desarrollar déficits neurológicos como ataxia. El tratamiento es la modificación de la dieta.
          • Diabetes mellitus: afección metabólica causada por hiperglucemia crónica. La diabetes mellitus se debe a la deficiencia o resistencia a la insulina. Los transportadores GLUT4 son sensibles a la insulina y ayudan a almacenar glucosa bajo ciertas condiciones. Los pacientes con diabetes mellitus tipo 2 tienen una alteración en su respuesta a la insulina y, por lo tanto, la glucosa se acumula en la sangre, provocando la hiperglucemia crónica compatible con la diabetes mellitus. Los síntomas incluyen micciones frecuentes, aumento de la sed y aumento del apetito. Las complicaciones graves de la diabetes mellitus incluyen cetoacidosis diabética, enfermedades cardiovasculares, neuropatía y enfermedad renal.

          Referencias

          1. Barrett, K.E., Barman, S.M., Brooks, H.L., Yuan, J.X. (2019). Digestion & absorption of nutrients. Chapter 26 of Ganong’s Review of Medical Physiology, 26th ed. New York: McGraw-Hill Education. Retrieved June 25, 2021, from https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2525&sectionid=204296544
          2. Holesh, J.E., Aslam, S., Martin, A. (2021). Physiology, carbohydrates. StatPearls. Retrieved June 25, 2021, from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459280/
          3. Goodman, B.E. (2010). Insights into digestion and absorption of major nutrients in humans. Advances in Physiology Education 34(2):44–53. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20522896/

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