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Digestión y absorción

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La digestión transforma los macronutrientes en moléculas absorbibles mediante enzimas secretadas (saliva, pepsina gástrica, enzimas pancreáticas, enzimas del borde en cepillo) y el peristaltismo mueve el quimo a lo largo del tubo digestivo. La velocidad de tránsito determina el tiempo de contacto con la mucosa y por tanto la absorción.

La absorción intestinal sigue la Ley de Fick para solutos liposolubles (difusión pasiva a través de la bicapa lipídica: J = P_mem·A·C, donde P_mem depende del coeficiente de partición K_part y la difusividad D). Solutos hidrofílicos como la glucosa y los aminoácidos se absorben por transporte activo secundario (cotransportadores Na-glucosa SGLT1, SGLT2) con cinética de Michaelis-Menten.

El vaciamiento gástrico sigue una cinética de primer orden para líquidos (t½ 1520 min) y de orden cero para sólidos hasta un punto de inflexión, luego exponencial (t½ 14 h según tamaño de partícula y contenido calórico). La metformina retrasa el vaciamiento gástrico y modifica la absorción de glucosa postprandial. Los análogos de GLP-1 también retrasan el vaciamiento.

La biodisponibilidad oral (F) de un fármaco es el producto de la absorción intestinal, el escape del metabolismo entérico y el escape del efecto de primer paso hepático: F = F_abs × (1-E_H). Fármacos con alta extracción hepática (E_H > 0.7: nitroglicerina, morfina, lidocaína) tienen F muy baja por vía oral pero alta variabilidad interpersonal según el flujo hepático Q_H y la actividad del CYP450.

La diarrea osmótica ocurre cuando solutos no absorbibles o mal absorbidos retienen agua en el lumen por ósmosis (lactulosa, manitol, magnesio): la diferencia de osmolalidad crea una presión osmótica (van't Hoff: = RT·C) que retiene agua en el lumen. La diarrea secretora (cólera, E. coli enterotoxigénica) es diferente: el toxin activa la adenilato ciclasa cAMP hipersecreción de Cl agua sigue passivamente.

ID:('ky', 43)


Velocidad peristáltica

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$v_{perist}=f_{perist}\lambda_{perist}motilityGain$

$motilityGain$
Ganancia motilidad
$1$
$f_{perist}$
Frecuencia peristáltica
$Hz$
$v_{perist}$
Velocidad peristáltica
$m/s$
$lambda_{perist}$
Longitud de onda peristáltica
$m$



ID:('gm', 395)


Presión propulsiva

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$\Delta P_{prop}=\eta_{chyme}L_{int}v_{perist}/r_{int}^2$

$eta_{chyme}$
Viscosidad del quimo
$Pa·s$
$Delta P_{prop}$
Presión propulsiva
$Pa$
$v_{perist}$
Velocidad peristáltica
$m/s$
$L_{int}$
Longitud intestinal efectiva
$m$
$r_{int}$
Radio intestinal
$m$



ID:('gm', 396)


Permeabilidad membrana

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$P_{mem}=D_{solute}K_{part}/T_{mem}$

$K_{part}$
Coeficiente de partición
$1$
$P_{mem}$
Permeabilidad de membrana
$m/s$
$T_{mem}$
Espesor de membrana
$m$
$D_{solute}$
Difusividad del soluto
$m²/s$



ID:('gm', 397)


Absorción Fick

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$J_{abs}=P_{mem}A_{mucosa}(C_{lumen}-C_{plasma})$

$P_{mem}$
Permeabilidad de membrana
$m/s$
$A_{mucosa}$
Área mucosa
$m²$
$C_{lumen}$
Concentración luminal
$mol/m³$
$C_{plasma}$
Concentración plasmática
$mol/m³$
$J_{abs}$
Flujo de absorción pasiva
$mol/s$



ID:('gm', 398)


SGLT1

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$J_{SGLT1}=J_{max}\frac{C_{lumen}}{K_m+C_{lumen}}\left(\frac{Na_{lumen}}{Na_{ref}}\right)^2$

$C_{lumen}$
Concentración luminal
$mol/m³$
$K_m$
Constante Michaelis
$mol/m³$
$Na_{ref}$
Sodio de referencia
$mol/m³$
$Na_{lumen}$
Sodio luminal
$mol/m³$
$J_{max}$
Flujo máximo SGLT1
$mol/s$
$J_{SGLT1}$
Flujo por cotransportador
$mol/s$



ID:('gm', 399)


Vaciamiento gástrico

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$\frac{dV_{gastric}}{dt}=-k_{VG}V_{gastric}$

$k_{VG}$
Constante de vaciamiento
$1/s$
$V_{gastric}$
Volumen gástrico
$m³$



ID:('gm', 400)


Primer paso hepático

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$E_H=\frac{Cl_H}{Q_H+Cl_H}$

$E_H$
Extracción hepática
$1$
$Cl_H$
Clearance hepático
$m³/s$
$Q_H$
Flujo hepático
$m³/s$



ID:('gm', 401)


Biodisponibilidad

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$F=1-E_H$

$F$
Biodisponibilidad oral
$1$
$E_H$
Extracción hepática
$1$



ID:('gm', 402)


PK oral

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$C_{drug}=\frac{F,Dose,k_a}{V_d(k_a-k_e)}(e^{-k_et}-e^{-k_at})$

$F$
Biodisponibilidad oral
$1$
$k_a$
Constante de absorción
$1/s$
$k_e$
Constante de eliminación
$1/s$
$V_d$
Volumen de distribución
$m³$
$Dose$
Dosis oral
$mol$
$C_{drug}$
Concentración plasmática fármaco
$mol/m³$
$t$
Tiempo
$s$



ID:('gm', 403)


Van’t Hoff

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$\Delta\Pi_{osm}=R_{gas}T_{body}\Delta C$

$T_{body}$
Temperatura corporal
$K$
$DeltaPi_{osm}$
Presión osmótica
$Pa$
$R_{gas}$
Constante universal de gases
$J/mol·K$
$Delta C$
Diferencia osmolar
$mol/m³$



ID:('gm', 404)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile