Enzima digestiva

Las sustancias alimenticias complejas que se ingieren deben descomponerse en sustancias simples, solubles y difusibles antes de que puedan ser absorbidas. En la cavidad bucal, las glándulas salivales secretan una variedad de enzimas y sustancias que ayudan a la digestión y también a la desinfección. Estas incluyen las siguientes: ^{[ 10 ]}

• Lipasa lingual : La digestión de los lípidos se inicia en la boca. La lipasa lingual comienza la digestión de los lípidos/grasas.
• Amilasa salival : La digestión de los carbohidratos también se inicia en la boca. La amilasa, producida por las glándulas salivales, descompone los carbohidratos complejos, principalmente el almidón cocido, en cadenas más pequeñas, o incluso en azúcares simples. A veces se la denomina ptialina .
• Lisozima : Teniendo en cuenta que los alimentos contienen más que solo nutrientes esenciales, como bacterias o virus, la lisozima ofrece una función antiséptica limitada e inespecífica, pero beneficiosa, en la digestión.

Existen dos tipos de glándulas salivales:

• Glándulas serosas : Estas glándulas producen una secreción rica en agua, electrolitos y enzimas. Un buen ejemplo de glándula oral serosa es la glándula parótida .
• Glándulas mixtas: Estas glándulas tienen células serosas y mucosas , e incluyen las glándulas sublinguinales y submandibulares . Su secreción es mucinosa y muy viscosa .

Las enzimas que se secretan en el estómago son enzimas gástricas . El estómago desempeña un papel fundamental en la digestión, tanto a nivel mecánico, al mezclar y triturar los alimentos, como a nivel enzimático, al digerirlos. ^{[ 11 ]} A continuación se presentan las enzimas producidas por el estómago y su función respectiva:

• La pepsina es la principal enzima gástrica. Se produce en el estómago por las células principales gástricas en su forma inactiva , el pepsinógeno , que es un zimógeno . ^{[ 12 ]} El ácido estomacal activa el pepsinógeno, convirtiéndolo en su forma activa, la pepsina. La pepsina descompone las proteínas de los alimentos en partículas más pequeñas, como fragmentos de péptidos y aminoácidos . Por lo tanto, la digestión de las proteínas comienza principalmente en el estómago, a diferencia de la de los carbohidratos y los lípidos, que comienza en la boca (sin embargo, en la saliva se encuentran trazas de la enzima calicreína , que cataboliza ciertas proteínas).
• Lipasa gástrica : La lipasa gástrica es una lipasa ácida secretada por las células principales gástricas en la mucosa fúndica del estómago. Su pH oscila entre 3 y 6. La lipasa gástrica, junto con la lipasa lingual, constituye las dos lipasas ácidas. Estas lipasas, a diferencia de las lipasas alcalinas (como la lipasa pancreática ), no requieren ácidos biliares ni colipasa para una actividad enzimática óptima. Las lipasas ácidas representan el 30 % de la hidrólisis lipídica que ocurre durante la digestión en el adulto, siendo la lipasa gástrica la que más contribuye de las dos. En los recién nacidos, las lipasas ácidas son mucho más importantes, aportando hasta el 50 % de la actividad lipolítica total.
• Catepsina F : es una proteasa de cisteína .

El páncreas es una glándula tanto endocrina como exocrina , ya que produce hormonas endocrinas que se liberan al sistema circulatorio (como la insulina y el glucagón ), controla el metabolismo de la glucosa y secreta jugo pancreático digestivo/exocrino, que finalmente se libera al duodeno a través del conducto pancreático. La función digestiva o exocrina del páncreas es tan importante para el mantenimiento de la salud como su función endocrina.

Dos de los tipos de células presentes en el tejido pancreático constituyen sus enzimas digestivas:

• Células ductales : Principalmente responsables de la producción de bicarbonato (HCO₃⁻ ₎ , que neutraliza la acidez del quimo estomacal que ingresa al duodeno a través del píloro. Las células ductales del páncreas son estimuladas por la hormona secretina para producir secreciones ricas en bicarbonato, en lo que es esencialmente un mecanismo de biorretroalimentación; el quimo estomacal altamente ácido que ingresa al duodeno estimula a las células duodenales llamadas "células S" para producir la hormona secretina y liberarla al torrente sanguíneo. Una vez en la sangre, la secretina entra en contacto con las células ductales pancreáticas, estimulándolas para producir su jugo rico en bicarbonato. La secretina también inhibe la producción de gastrina por las "células G" y estimula a las células acinares del páncreas para producir su enzima pancreática.
• Células acinares : Son las principales responsables de la producción de las enzimas pancreáticas inactivas ( zimógenos ) que, una vez presentes en el intestino delgado, se activan y realizan sus principales funciones digestivas al descomponer proteínas, grasas y ADN/ARN. Las células acinares son estimuladas por la colecistoquinina (CCK), una hormona/neurotransmisor producida por las células intestinales (células I) en el duodeno. La CCK estimula la producción de los zimógenos pancreáticos.

El jugo pancreático , compuesto por las secreciones de las células ductales y acinares, contiene las siguientes enzimas digestivas: ^{[ 13 ]}

• El tripsinógeno , una proteasa inactiva (zimógena), se activa en el duodeno transformándose en tripsina , descomponiendo las proteínas en sus aminoácidos básicos. La enzima enterocinasa del duodeno activa el tripsinógeno, convirtiéndolo en su forma activa, la tripsina.
• El quimotripsinógeno es una proteasa inactiva (zimogénica) que, una vez activada por la enterocinasa duodenal, se transforma en quimotripsina y degrada las proteínas en sus aminoácidos aromáticos . El quimotripsinógeno también puede ser activado por la tripsina.
• Carboxipeptidasa , que es una proteasa que elimina el grupo de aminoácidos terminal de una proteína.
• Varias elastasas que degradan la proteína elastina y algunas otras proteínas
• Lipasa pancreática que degrada los triglicéridos en dos ácidos grasos y un monoglicérido ^{[ 14 ].}
• esterol esterasa
• Fosfolipasa
• Varias nucleasas que degradan los ácidos nucleicos, como la ADNasa y la ARNasa.
• La amilasa pancreática descompone el almidón y el glucógeno , que son polímeros de glucosa unidos mediante enlaces alfa. Los humanos carecen de las celulasas necesarias para digerir la celulosa, un carbohidrato que es un polímero de glucosa unido mediante enlaces beta.

Algunas de las enzimas endógenas mencionadas anteriormente tienen equivalentes farmacéuticos ( enzimas pancreáticas ) que se administran a personas con insuficiencia pancreática exocrina .

La función exocrina del páncreas debe parte de su notable fiabilidad a los mecanismos de biorretroalimentación que controlan la secreción del jugo. Los siguientes mecanismos de biorretroalimentación pancreática significativos son esenciales para el mantenimiento del equilibrio/producción del jugo pancreático: ^{[ 15 ]}

• La secretina , una hormona producida por las células S del duodeno en respuesta al quimo estomacal con alta concentración de átomos de hidrógeno (alta acidez), se libera al torrente sanguíneo; al regresar al tracto digestivo, la secreción disminuye el vaciamiento gástrico, aumenta la secreción de las células ductales pancreáticas y estimula a las células acinares pancreáticas para que liberen su jugo zimógeno.
• La colecistoquinina (CCK) es un péptido único liberado por las células I del duodeno en respuesta al quimo con alto contenido de grasas o proteínas. A diferencia de la secretina, que es una hormona endocrina, la CCK actúa estimulando un circuito neuronal, lo que resulta en la estimulación de las células acinares para liberar su contenido. La CCK también aumenta la contracción de la vesícula biliar, lo que provoca que la bilis se dirija al conducto cístico , al conducto biliar común y, finalmente, al duodeno. La bilis, por supuesto, ayuda a la absorción de las grasas al emulsionarlas, aumentando así su superficie de absorción. La bilis es producida por el hígado, pero se almacena en la vesícula biliar.
• El péptido inhibidor gástrico (GIP) es producido por las células de la mucosa duodenal en respuesta al quimo con alto contenido de carbohidratos, proteínas y ácidos grasos . La función principal del GIP es disminuir el vaciamiento gástrico.
• La somatostatina es una hormona producida por las células mucosas del duodeno y también por las células delta del páncreas. La somatostatina ejerce un importante efecto inhibidor, incluso sobre la producción pancreática.

Las siguientes enzimas/hormonas se producen en el duodeno :

• secretina : Se trata de una hormona endocrina producida por las células S del duodeno en respuesta a la acidez del quimo gástrico.
• La colecistoquinina (CCK) es una hormona única liberada por las células I del duodeno en respuesta al quimo con alto contenido de grasa o proteína. A diferencia de la secretina, que es una hormona endocrina, la CCK actúa estimulando un circuito neuronal, cuyo resultado final es la estimulación de las células acinares para liberar su contenido. ^{[ 16 ]} La CCK también aumenta la contracción de la vesícula biliar, provocando la liberación de bilis almacenada en el conducto cístico y, finalmente, en el conducto biliar común y, a través de la ampolla de Vater , en la segunda posición anatómica del duodeno. La CCK también disminuye el tono del esfínter de Oddi , que es el esfínter que regula el flujo a través de la ampolla de Vater. Además, la CCK disminuye la actividad gástrica y el vaciamiento gástrico, lo que permite que los jugos pancreáticos tengan más tiempo para neutralizar la acidez del quimo gástrico.
• Péptido inhibidor gástrico (GIP): Este péptido disminuye la motilidad gástrica y es producido por las células de la mucosa duodenal.
• motilina : Esta sustancia aumenta la motilidad gastrointestinal a través de receptores especializados llamados "receptores de motilina".
• Somatostatina: Esta hormona es producida por la mucosa duodenal y también por las células delta del páncreas. Su función principal es inhibir diversos mecanismos secretores.

A lo largo del revestimiento del intestino delgado existen numerosas enzimas del borde en cepillo cuya función es descomponer aún más el quimo liberado del estómago en partículas absorbibles. Estas enzimas se absorben durante el peristaltismo. Algunas de estas enzimas incluyen:

• Varias exopeptidasas y endopeptidasas, incluidas dipeptidasas y aminopeptidasas , que convierten peptonas y polipéptidos en aminoácidos. ^{[ 17 ]}
• Maltasa : convierte la maltosa en glucosa.
• Lactasa : Esta es una enzima importante que convierte la lactosa en glucosa y galactosa. La mayoría de las poblaciones de Oriente Medio y Asia carecen de esta enzima. Además, su producción disminuye con la edad. Por ello, la intolerancia a la lactosa suele ser una molestia abdominal común en las poblaciones de Oriente Medio, Asia y en las personas mayores, manifestándose con hinchazón, dolor abdominal y diarrea osmótica .
• Sacarasa : convierte la sacarosa en glucosa y fructosa.
• Otras disacaridasas

En las plantas carnívoras, las enzimas y los ácidos digestivos descomponen los insectos y, en algunas plantas, los animales pequeños. En algunas plantas, la hoja se pliega sobre la presa para aumentar el contacto; otras poseen un pequeño vaso de líquido digestivo . Estos fluidos se utilizan para digerir la presa y obtener los nitratos y el fósforo necesarios . La absorción de los nutrientes necesarios suele ser más eficiente que en otras plantas. Las enzimas digestivas surgieron de forma independiente en plantas y animales carnívoros. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

Algunas plantas carnívoras, como la Heliamphora, no utilizan enzimas digestivas, sino bacterias para descomponer el alimento. Estas plantas no tienen jugos digestivos, sino que utilizan la descomposición de la presa. ^{[ 21 ]}

Algunas enzimas digestivas de plantas carnívoras: ^{[ 22 ]}

• Proceso hidrolítico
• Esterasa, una enzima hidrolasa
• enzima proteasa
• Enzima nucleasa
• Enzima fosfatasa
• enzima glucanasas
• enzima peroxidasas
• La urea es un compuesto orgánico.
• enzima quitinasa