UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUIMICA

EQUIPO 2ABSORCIÓN DE GLUCOSA EN EL INTESTINO DELGADO DE LA RATA.

INTEGRANTES:ARGANIS RAMÍREZ CARLOS ANDRÉS ________________

CASTAÑEDA DE LA PORTILLA BRENDA _______________

RIVERA ANSASTIGUIN YESICA ______________________

SORIANO JUÁREZ DULCE OLIVIA ____________________

FECHA DE ENTREGA: 29/ABRIL/2014

Introducción:

El intestino delgado forma parte del sistema digestivo, es la parte del tubo digestivo que principia en donde el estómago concluye y finaliza en la parte conocida como ciego del colon, el intestino delgado concretamente consta de tres segmentaciones conocidas como duodeno, yeyuno e íleon. En el intestino delgado se lleva a cabo cada día la absorción de los nutrientes necesarios para el cuerpo humano, como son carbohidratos, aminoácidos, iones, agua y grasas.

En el intestino ocurren diversos procesos para la absorción de los alimentos, los cuales se van descomponiendo en fracciones cada vez más pequeñas y finalmente los enterocitos, los cuales revisten las vellosidades del intestino delgado y contienen cuatro enzimas: lactasa, sacarasa, maltasa y α-dextrinasa, descomponen los disacáridos de lactosa, sacarosa y maltosa, así como los otros pequeños polímeros de glucosa, en sus monosacáridos constituyentes, los cuales son transportados por distintas enzimas mediante difusión facilitada.

La glucosa se transporta por un mecanismo de cotransporte con el sodio, este se divide en dos etapas, la primera consta del transporte activo de los iones sodio, que cruzan las células del epitelio intestinal hacia la sangre, esto desencadena el descenso de la concentración intracelular del ion, como segundo lugar, la reducción del sodio intracelular induce el paso de sodio procedente de la luz intestinal hacia el interior de la célula epitelial a través del borde en “cepillo”, por medio de una difusión facilitada; para esto la glucosa y el sodio se combinan con la misma proteína de transporte, de manera tal que ambos se transportan juntos hasta el interior de la célula; en si la menor concentración de sodio en el interior de la célula desplaza por difusión, al ion y a la glucosa que lo acompaña al interior del enterocito, una vez dentro otras proteínas de transporte y enzimas promueven la difusión de la glucosa hacia el espacio paracelular a través de la membrana basolateral, y de allí a la sangre. (Guyton, 1992)

Las proteínas encargadas del transporte sodio-glucosa son proteínas transmembranales situadas en el lado apical de la célula; son una familia de transportadores de glucosa que se encuentran en la mucosa intestinal del intestino delgado (SGLT1) así como en las células del túbulo proximal de las nefronas (SGLT1 y SGLT2).

Como ya se mencionó su función es ingresar sodio y glucosa desde la luz tubular hacia el interior de las células peritubulares. La energía para atraer al ion sodio se obtiene del gradiente que genera una bomba sodio-potasio en la membrana basal de la célula, así se entiende que son secundariamente activos, estas proteínas se clasifican en varios tipos, a nivel renal existen dos sumamente importantes SGLT1 y SGLT2.

SGLT1 se encuentra principalmente en los dos primeros sectores del túbulo proximal, presenta baja afinidad por la glucosa y elevada tasa de transporte; por lo tanto brinda una reabsorción rápida. Por otro lado SGLT2 se encuentra principalmente en sector tres del túbulo proximal, tiene elevada afinidad por la glucosa y baja tasa de transporte, por lo que proporciona reabsorción completa.

HIPOTESIS

Si la glucosa del interior celular al torrente sanguíneo, atraviesa la membrana basolateral por medio de la proteína GLUTs por el mecanismo de difusión facilitada, independiente del transporte de Na+, entonces por la carencia de una carga neta, al igual que los aminoácidos, el transporte no se ve influenciado por el potencial de membrana y depende únicamente del gradiente de concentración.

Si el mecanismo de absorción en los túbulos renales es realizado de la misma manera que en el epitelio intestinal de absorción. Entonces la glucosa se toma de la orina mediante un sistema de transporte activo secundario Na+-acoplado y pasa a las células del túbulo proximal.

Si mediante la absorción de Na+, atraviesa a la membrana, entonces podemos afirmar que se llevó acabo por un mecanismo de transporte en el cual interviene la Na+-K+-ATPasa.

Metodología:

Resultados

Absorción de glucosa en el intestino delgado de rata

Se sacrifica una rata; Abrir abdomen mediante una

incisión en la línea media intestinal

Localizar y extraer el intestino delgado, obtener un fragmento del duodeno de 2 a 3 cm de longitud y

colocarlo en solución tyrode fria con aeración

Llevar a cabo la inversión de los segmentos y Anudar con hilo uno de

los extremos del segmento de manera que quede ocluido

completamente

Insertar una cánula en la luz del segmento intestinal y por medio de una jeringa que

contenga solución tyrode lavar los segmentos

Con ayuda de una varilla de vidrio se impulsa el extremo ocluido hacia el extremo abierto deslizándolo por la

varilla

Preparación

Sostener con unas pinzas el saco intestinal e introducir por su

extremo abierto el tubo de vidrio de la camara de órganos aislados

Se amarra cuidadosamente este extremo a la varilla y se coloca el saco

intestinal en la camara de órganos aislados

Experimento control

Colocar el saco intestinal dentro de la camara y llenarlo con solución tyrode a 37ºC y Después de verificar que el

saco no presenta fugas este se sumerge en una solución tyrode-

glucosa a 37ºC

Tener cuidado que la solución interior como exterior no rebasen el

borde superior del saco atado a la varilla e

inmediatamente acoplar el sistema de aeración; la

preparación debe estar en baño maría

Toma de muestra

Tome una muestra, tiempo cero tanto de la

solución interior como de la exterior del saco utilice una cánula conectada a una jeringa o una pipeta

Pasteur; Utilizando las tiras reactivas determine la

concentración de glucosa en las muestras

Deje pasar 10 min y mida nuevamente la

concentración de glucosa solo de una

muestra del interior del saco

Hacer determinaciones cada 15 min hasta

completar 5, en el tiempo de la última determinación

mida nuevamente la concentración de glucosa

en el exterior del saco

Efecto del 2-4 dinitrofenol en la absorción de glucosa & Efecto de la ausencia de oxígeno en la absorción de glucosa

Seguir el mismo procedimiento

del experimento toma de muestra solo que esta vez

la solución se mantiene sin

adaptar el sistema de aeracion

Seguir el procedimiento del

experimento de toma de muestra solo que esta vez

el saco se colocara en una solución de

tyrode-glucosa con

2-4 dinitroferol

Se emplearon 3 fragmentos del intestino de la rata (porción del duodeno) a los cuales se sometieron a experimentación para medir el efecto de la privación de oxígeno y a su vez el efecto del 2,4-dinitrofenol.

Concentración de glucosa en el medio externo al inicio del experimento:(1000 mg/dl) o (55 mmol/L)

Tiempo(minutos)

Concentración interna de glucosa;

experimento control

(mmol/L)

Concentración interna de glucosa;

experimento con privación de

oxigeno(mmol/L)

Concentración interna de glucosa;

experimento con 2-4 dinitrofenol

(mmol/L)

0 0 0 010 5.5 2.8 5.520 17 5.5 17

30 55 5.5 1740 55 5.5 17

Tabla 1 Concentraciones internas de las 3 cámaras

La absorción de glucosa en el experimento control con respecto al tiempo se representa en la siguiente gráfica:

Gráfica 1 (Experimento de control)Comportamiento de la concentración de glucosa en el interior del Intestino

Se presenta una gráfica comparativa de la absorción de glucosa en el interior del intestino con respecto al experimento control de las cámaras 2 y 3; observese la diferencia de absorción de

glucosa comparativamente al cambiar las variables de privación de oxígeno y el uso de 2-4,dinitrofenol

Grafica 2 (Comparación de la absorción de glucosa en los 3 experimentos)

Concentración de glucosa en el medio externo del experimento control al finalizar el procedimiento:(100 mg/dl) o (5.5 mmol/L)

Discusión de Resultados

(Experimento control)

La principal función del intestino delgado es la absorción de los nutrientes necesarios para el cuerpo humano y para el cuerpo de otros animales, en este experimento colocamos un saco intestinal dentro de la cámara y lo llenamos con solución salina de Tyrode a 37 °C y activamos la bomba de aire (similares a las condiciones internas del organismo). Se midió la concentración de glucosa cada 10 minutos. Y se observó que el fragmento del duodeno presentó una absorción exponencial, proporcional a la concentración de glucosa dela solución de tyrode, ya que al tener todos los elementos necesarios para realizar el proceso, este pudo continuar ininterrumpido, y se toma este como medida de referencia.

(Ausencia de oxígeno)

En la tabla se presentan los valores obtenidos de concentración de glucosa en los diferentes tiempos para que sean comparables con los resultados con los obtenidos en el experimento control. Podemos afirmar que la falta de oxígeno si afecta la absorción ya que en nuestro experimento en la ausencia de este presento un incremento menor en la capacidad de absorción de glucosa del fragmento de intestino, lo cual concuerda con lo descrito en la literatura: “en ausencia de oxigeno la absorción se inhibe”. (Guyton, 1992)

Efecto del 2-4 dinitrofenol en la absorción intestinal de glucosa

En la tabla se presentan los valores obtenidos de concentración de glucosa en los diferentes tiempos para que dichos valores se puedan comparar con los resultados obtenidos en el experimento control. Nuestros resultados concuerdan con la teoría puesto que en este tubo se observó una disminución considerable en la absorción de glucosa, debido a una interrupción del ciclo de fosforilación oxidativa, sin el cual la célula no tiene ATP con los cuales trabajar. (Ganong, 2011)

DISCUSION DE RESULTADOS

Experimento control

Observamos que la concentración de glucosa fue aumentando tomando como referencia la escala cromática de las tiras reactivas. Esto es posible debido a que la rata con la que trabajamos era jóven por lo que su intestino delgado absorbió rápidamente la glucosa empezando desde una concentración de 0 hasta 56 mmol/litro, al estar el intestino volteado y ver que dentro de él no había glucosa, podemos explicar que mediante osmosis éste empieza a absorber glucosa por lo que con el paso del tiempo vemos que aumenta, mientras que la concentración fuera del saco intestinal disminuyó casi totalmenta al final del experimento. (Barret, 2013).

Efecto de la ausencia de oxígeno en la absorción intestinal de la glucosa

En estas condiciones la absorción de glucosa, se vio disminuida considerablemente con respecto al tubo prueba, puesto que las tiras reactivas siempre mostraron el mismo color que indicaba que la reacción enzimática de la glucosaoxidada específica para glucosa no manifestó un cambio de concentración. Ya que su ausencia, impide la respiración celular interrumpiendo la formación de ATP con el que las células del moco intestinal sigan funcionando y por lo tanto interrumpiendo su metabolismo, específicamente la absorción de glucosa, es decir; el oxígeno disminuye el suministro de energía en la célula, por lo que inhibe el transporte de glucosa. Cuando el oxígeno se termina la respiración ya no se lleva a cabo y por lo tanto no se realiza absorción esto se debe a que cuando la glucosa que llega a las células es degradada, en un proceso denominado glucólisis, necesita la ayuda del oxígeno, cuya principal función es la de combustionar la glucosa, como producto de este proceso se reconvierte en agua (que eliminamos o reutilizamos) y anhídrido carbónico (que exhalamos por medio de la respiración). (Guyton, 1992)

Efecto del 2-4 dinitrofenol en la absorción intestinal de glucosa

En comparación con el experimento control notamos que si hubo una absorción de glucosa pero esta fue muy baja, solo de 5.6 mmol/L en 25 minutos. El 2,4-dinitrofenol es un agente desacoplante, es decir, desacopla la cadena de transporte de electrones de la fosforilación oxidativa inhibiendo la producción de ATP al no generarse el gradiente de pH, pero si permite que la cadena de transporte de electrones continúe funcionando, por lo que vemos disminuido la absorción de glucosa. (Guyton, 1992)

Debido a que este agente desacoplante aísla el flujo de electrones (en la fosforilación oxidativa), lo que significa que este flujo no se puede usar para la formación de ATP). Transporta protones a través de la membrana interna de manera que no se forme (disipa) el gradiente de concentración de protones ni el potencial eléctrico de membrana, es decir; no hay bombeo de protones a través de la ATP-sintasa con producción de ATP Por ello, al no existir un gradiente, no puede llevarse a cabo la absorción por medio de los transportadores. (Fox. 2011)

Efecto de la oxigenación en la absorción de glucosa

A condiciones naturales la absorción de glucosa se da ininterrumpida, y de manera exponencial, ya que las células tiene el oxígeno necesario para realizar respiración celular y continuar funcionando así como la ausencia de sustancias que impidan su funcionamiento normal.

CONCLUSIONES:

La digestión es el proceso en el cual los compuestos orgánicos complejos como carbohidratos son degradados hasta convertirse en unidades pequeñas fáciles de absorberse en el intestino delgado.El intestino delgado tiene tres regiones llamadas duodeno, yeyuno e íleon pero es en éstas últimas dos es donde fundamentalmente tiene lugar la absorción de los alimentos digeridos. El transporte activo es el principal mecanismo de la absorción de nutrientes en

el intestino delgado por lo que la absorción de glucosa ocurre por medio de un trasporte activo secundario desde la luz del intestino hacia la sangre y transporte que depende del sodio en la luz intestinal.

El oxígeno es indispensable para una buena absorción de las sustancias a través de intestino, ya que a falta de este inhibe parcialmente la eficiencia en la absorción de glucosa.

La presencia de oxígeno y la temperatura a 37ºC son factores que favorecen la absorción de glucosa mientras que el 2,4-dinitrofenol, impide la absorción correcta de glucosa así como su utilización como fuente de energía dentro de las células.

El duodeno tiene un revestimiento especializado en la absorción de carbohidratos y proteínas. Su gran cantidad de vellosidades permite que exista una mayor superficie de contacto y absorción de glucosa, entre otras cosas, la solución Tyrode fue importante debido a que permite simular un ambiente parecido al de las condiciones normales del intestino así como tener una concentración de glucosa en el exterior para observar la absorción de la misma y comprender el proceso de transporte

Guyton, Artur C. “Fisiología Medica”, Editorial Interamericana Mc Graw Hill, 8a edición, 1992. Pp.800- 815,

Barret K, Barman S, Boitano S. y Brooks H. “Fisiología Médica”, Editorial Interamericana Mc Graw Hill, 24a edición, pp.479-486

Fox, Stuart I. “Fisiología Humana”, Editorial Interamericana Mc Graw Hill, 12a edición, 2011. pp 613-627