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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E11 - Digestión y absorción
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3565
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Digestión y tránsito gastrointestinal
¿Cómo transforman las enzimas los macronutrientes y cómo el peristaltismo y la velocidad del quimo determinan el tiempo de contacto para absorber?
Grupo 2: Grupo 2: Vaciamiento gástrico y llegada de glucosa
¿Qué determina la velocidad de vaciamiento del estómago y cómo su retraso modifica la llegada de glucosa al intestino?
Grupo 3: Grupo 3: Absorción pasiva de nutrientes liposolubles
¿De qué dependen la velocidad y la cantidad absorbida por difusión pasiva a través de la mucosa?
Grupo 4: Grupo 4: Absorción mediada por transportadores
¿Cómo absorbe la mucosa glucosa y aminoácidos y qué limita la velocidad cuando los transportadores se saturan?
Grupo 5: Grupo 5: Biodisponibilidad oral y primer paso
¿Cómo reducen el metabolismo intestinal y la extracción hepática la fracción de un fármaco que alcanza la circulación general?
Grupo 6: Grupo 6: Diarrea osmótica
¿Cómo un soluto no absorbido retiene agua dentro del intestino por ósmosis?
Grupo 7: Grupo 7: Diarrea secretora
¿Cómo una toxina bacteriana desencadena secreción activa de cloro y arrastra agua hacia el intestino?
ID:1260
Grupo 1: Grupo 1: Digestión y tránsito gastrointestinal
Descripción
¿Cómo transforman las enzimas los macronutrientes y cómo el peristaltismo y la velocidad del quimo determinan el tiempo de contacto para absorber?
Pregunta clave: ¿Cómo transforman las enzimas los macronutrientes y cómo el peristaltismo y la velocidad del quimo determinan el tiempo de contacto para absorber?
De este modo, la misma digestión que transforma los macronutrientes en moléculas absorbibles y los mueve a lo largo del tubo digestivo mediante el peristaltismo termina siendo, a través de esta misma absorción, la puerta de entrada que la clínica maneja para nutrir a una persona y para administrarle tratamientos por vía oral. La velocidad con la que ese quimo avanza determina cuánto tiempo permanece cada porción de alimento en contacto con la mucosa intestinal, y ese tiempo de contacto con la mucosa es, a su vez, uno de los principales determinantes de cuánto se llega a absorber de cada nutriente. Al mismo tiempo, el peristaltismo, la contracción coordinada de la pared del tubo digestivo, va empujando hacia adelante la mezcla de alimento parcialmente digerido, el quimo, a lo largo de todo el tubo digestivo. Una vez que el quimo llega al intestino delgado, la absorción de los nutrientes que son solubles en grasa ocurre principalmente por difusión pasiva a través de la capa de lípidos que forma la membrana de las células de la mucosa intestinal, sin que la célula tenga que gastar energía en el proceso. En conjunto, todos estos mecanismos —la velocidad con la que el estómago vacía el quimo hacia el intestino, la absorción pasiva de los nutrientes solubles en grasa, la absorción activa y saturable de la glucosa y los aminoácidos, la biodisponibilidad oral de los medicamentos tras atravesar el intestino y el hígado, y los dos mecanismos distintos que producen diarrea— son los que la práctica clínica considera en conjunto al ajustar cómo y cuándo una persona recibe nutrientes o medicamentos por vía oral.
ID:4164
Grupo 2: Grupo 2: Vaciamiento gástrico y llegada de glucosa
Descripción
¿Qué determina la velocidad de vaciamiento del estómago y cómo su retraso modifica la llegada de glucosa al intestino?
Pregunta clave: ¿Qué determina la velocidad de vaciamiento del estómago y cómo su retraso modifica la llegada de glucosa al intestino?
Algunos medicamentos actúan justamente sobre esta etapa: la metformina y los análogos de una hormona intestinal llamada GLP-1 retrasan deliberadamente el vaciamiento gástrico, lo que retrasa a su vez la llegada de glucosa al intestino delgado y suaviza el aumento de la glucosa en la sangre después de una comida. El estómago vacía los líquidos de forma relativamente rápida y bastante uniforme en el tiempo; los sólidos, en cambio, se retienen primero en el estómago mientras se siguen triturando y solo después empiezan a vaciarse, y ese vaciado posterior es más lento cuanto más grandes son las partículas de alimento y cuantas más calorías contiene la comida. La velocidad con la que el quimo avanza depende, en primer lugar, de qué tan rápido el estómago vacía su contenido hacia el intestino delgado. En conjunto, todos estos mecanismos —la velocidad con la que el estómago vacía el quimo hacia el intestino, la absorción pasiva de los nutrientes solubles en grasa, la absorción activa y saturable de la glucosa y los aminoácidos, la biodisponibilidad oral de los medicamentos tras atravesar el intestino y el hígado, y los dos mecanismos distintos que producen diarrea— son los que la práctica clínica considera en conjunto al ajustar cómo y cuándo una persona recibe nutrientes o medicamentos por vía oral. Retrasar el vaciamiento gástrico con ciertos medicamentos suaviza la absorción de glucosa después de comer; conocer la extracción hepática de un fármaco explica por qué algunos deben administrarse por una vía distinta a la oral; y distinguir una diarrea osmótica de una diarrea secretora orienta el tratamiento correcto para cada una.
ID:4165
Grupo 3: Grupo 3: Absorción pasiva de nutrientes liposolubles
Descripción
¿De qué dependen la velocidad y la cantidad absorbida por difusión pasiva a través de la mucosa?
Pregunta clave: ¿De qué dependen la velocidad y la cantidad absorbida por difusión pasiva a través de la mucosa?
Cuanto mayor es la diferencia de concentración de ese nutriente entre el interior del intestino y el interior de la célula, y cuanto más fácilmente se disuelve ese nutriente en la capa de lípidos de la membrana, más rápido atraviesa la mucosa intestinal por esta vía pasiva; y cuanto mayor es el área de mucosa intestinal disponible para el contacto, más nutriente se absorbe por unidad de tiempo. A diferencia de la difusión pasiva descrita antes, que nunca deja de acelerarse del todo mientras haya diferencia de concentración, estos transportadores tienen un número limitado de copias en la membrana y por lo tanto una capacidad máxima de trabajo: mientras la cantidad de glucosa o de aminoácidos presente en el intestino es baja, la absorción crece de forma casi proporcional a esa cantidad, pero cuando la cantidad presente se acerca a la capacidad máxima de los transportadores, la absorción deja de crecer al mismo ritmo y se satura. Una vez que el quimo llega al intestino delgado, la absorción de los nutrientes que son solubles en grasa ocurre principalmente por difusión pasiva a través de la capa de lípidos que forma la membrana de las células de la mucosa intestinal, sin que la célula tenga que gastar energía en el proceso. Los nutrientes que se disuelven mal en grasa, como la glucosa y los aminoácidos, no pueden atravesar la mucosa intestinal por esta vía pasiva y en cambio dependen de transportadores específicos anclados en la membrana de las células intestinales, que los arrastran hacia adentro de la célula aprovechando el gradiente de sodio que otros mecanismos de la célula mantienen. En conjunto, todos estos mecanismos —la velocidad con la que el estómago vacía el quimo hacia el intestino, la absorción pasiva de los nutrientes solubles en grasa, la absorción activa y saturable de la glucosa y los aminoácidos, la biodisponibilidad oral de los medicamentos tras atravesar el intestino y el hígado, y los dos mecanismos distintos que producen diarrea— son los que la práctica clínica considera en conjunto al ajustar cómo y cuándo una persona recibe nutrientes o medicamentos por vía oral.
ID:4166
Grupo 4: Grupo 4: Absorción mediada por transportadores
Descripción
¿Cómo absorbe la mucosa glucosa y aminoácidos y qué limita la velocidad cuando los transportadores se saturan?
Pregunta clave: ¿Cómo absorbe la mucosa glucosa y aminoácidos y qué limita la velocidad cuando los transportadores se saturan?
Los nutrientes que se disuelven mal en grasa, como la glucosa y los aminoácidos, no pueden atravesar la mucosa intestinal por esta vía pasiva y en cambio dependen de transportadores específicos anclados en la membrana de las células intestinales, que los arrastran hacia adentro de la célula aprovechando el gradiente de sodio que otros mecanismos de la célula mantienen. A diferencia de la difusión pasiva descrita antes, que nunca deja de acelerarse del todo mientras haya diferencia de concentración, estos transportadores tienen un número limitado de copias en la membrana y por lo tanto una capacidad máxima de trabajo: mientras la cantidad de glucosa o de aminoácidos presente en el intestino es baja, la absorción crece de forma casi proporcional a esa cantidad, pero cuando la cantidad presente se acerca a la capacidad máxima de los transportadores, la absorción deja de crecer al mismo ritmo y se satura. Una vez que el quimo llega al intestino delgado, la absorción de los nutrientes que son solubles en grasa ocurre principalmente por difusión pasiva a través de la capa de lípidos que forma la membrana de las células de la mucosa intestinal, sin que la célula tenga que gastar energía en el proceso. En conjunto, todos estos mecanismos —la velocidad con la que el estómago vacía el quimo hacia el intestino, la absorción pasiva de los nutrientes solubles en grasa, la absorción activa y saturable de la glucosa y los aminoácidos, la biodisponibilidad oral de los medicamentos tras atravesar el intestino y el hígado, y los dos mecanismos distintos que producen diarrea— son los que la práctica clínica considera en conjunto al ajustar cómo y cuándo una persona recibe nutrientes o medicamentos por vía oral. Cuanto mayor es la diferencia de concentración de ese nutriente entre el interior del intestino y el interior de la célula, y cuanto más fácilmente se disuelve ese nutriente en la capa de lípidos de la membrana, más rápido atraviesa la mucosa intestinal por esta vía pasiva; y cuanto mayor es el área de mucosa intestinal disponible para el contacto, más nutriente se absorbe por unidad de tiempo.
ID:4167
Grupo 5: Grupo 5: Biodisponibilidad oral y primer paso
Descripción
¿Cómo reducen el metabolismo intestinal y la extracción hepática la fracción de un fármaco que alcanza la circulación general?
Pregunta clave: ¿Cómo reducen el metabolismo intestinal y la extracción hepática la fracción de un fármaco que alcanza la circulación general?
La fracción de un medicamento tomado por vía oral que finalmente llega intacta a la circulación general, la biodisponibilidad oral, depende de dos etapas sucesivas después de que el medicamento se absorbe a través de la mucosa intestinal descrita antes: primero, una parte del medicamento puede ser degradada por enzimas de la propia pared intestinal antes incluso de llegar a la sangre; y segundo, toda la sangre que sale del intestino pasa primero por el hígado antes de llegar al resto del cuerpo, y el hígado puede metabolizar una fracción variable de ese medicamento en ese primer paso. Cuanto mayor es la fracción del medicamento que el hígado extrae y metaboliza en ese primer paso, menor es la biodisponibilidad oral final del medicamento; medicamentos como la nitroglicerina, la morfina o la lidocaína, que el hígado extrae de forma muy intensa en su primer paso, terminan teniendo una biodisponibilidad oral muy baja pese a absorberse bien en el intestino, y además esa biodisponibilidad varía mucho de una persona a otra según cuánta sangre recibe el hígado de esa persona y qué tan activas están sus enzimas metabolizadoras. En conjunto, todos estos mecanismos —la velocidad con la que el estómago vacía el quimo hacia el intestino, la absorción pasiva de los nutrientes solubles en grasa, la absorción activa y saturable de la glucosa y los aminoácidos, la biodisponibilidad oral de los medicamentos tras atravesar el intestino y el hígado, y los dos mecanismos distintos que producen diarrea— son los que la práctica clínica considera en conjunto al ajustar cómo y cuándo una persona recibe nutrientes o medicamentos por vía oral. Retrasar el vaciamiento gástrico con ciertos medicamentos suaviza la absorción de glucosa después de comer; conocer la extracción hepática de un fármaco explica por qué algunos deben administrarse por una vía distinta a la oral; y distinguir una diarrea osmótica de una diarrea secretora orienta el tratamiento correcto para cada una. Algunos medicamentos actúan justamente sobre esta etapa: la metformina y los análogos de una hormona intestinal llamada GLP-1 retrasan deliberadamente el vaciamiento gástrico, lo que retrasa a su vez la llegada de glucosa al intestino delgado y suaviza el aumento de la glucosa en la sangre después de una comida.
ID:4168
Grupo 6: Grupo 6: Diarrea osmótica
Descripción
¿Cómo un soluto no absorbido retiene agua dentro del intestino por ósmosis?
Pregunta clave: ¿Cómo un soluto no absorbido retiene agua dentro del intestino por ósmosis?
En la diarrea osmótica, un soluto que la mucosa intestinal no logra absorber, como ciertos azúcares no digeribles o ciertas sales de magnesio, permanece disuelto dentro del intestino y, por simple ósmosis, retiene agua dentro de ese mismo espacio en vez de dejarla pasar hacia la sangre; cuanto mayor es la cantidad de ese soluto no absorbido, más agua queda retenida dentro del intestino. Retrasar el vaciamiento gástrico con ciertos medicamentos suaviza la absorción de glucosa después de comer; conocer la extracción hepática de un fármaco explica por qué algunos deben administrarse por una vía distinta a la oral; y distinguir una diarrea osmótica de una diarrea secretora orienta el tratamiento correcto para cada una. Cuando la absorción de nutrientes y de agua a través de la mucosa intestinal falla, en vez de moverse desde el interior del intestino hacia la sangre, el agua puede terminar acumulándose dentro del intestino, y eso es justamente lo que ocurre en la diarrea. En la diarrea secretora, en cambio, el problema no es que la mucosa intestinal deje de absorber, sino que una toxina bacteriana, como la del cólera, activa una enzima dentro de las propias células de la mucosa intestinal que eleva la concentración de un mensajero interno, y ese mensajero interno es lo que dispara en esas células la secreción activa de cloro hacia el interior del intestino; el agua sigue pasivamente a ese cloro secretado, de modo que en este caso es la propia mucosa intestinal la que empuja agua hacia adentro del intestino en vez de simplemente dejar de absorberla.
ID:4169
Grupo 7: Grupo 7: Diarrea secretora
Descripción
¿Cómo una toxina bacteriana desencadena secreción activa de cloro y arrastra agua hacia el intestino?
Pregunta clave: ¿Cómo una toxina bacteriana desencadena secreción activa de cloro y arrastra agua hacia el intestino?
En la diarrea secretora, en cambio, el problema no es que la mucosa intestinal deje de absorber, sino que una toxina bacteriana, como la del cólera, activa una enzima dentro de las propias células de la mucosa intestinal que eleva la concentración de un mensajero interno, y ese mensajero interno es lo que dispara en esas células la secreción activa de cloro hacia el interior del intestino; el agua sigue pasivamente a ese cloro secretado, de modo que en este caso es la propia mucosa intestinal la que empuja agua hacia adentro del intestino en vez de simplemente dejar de absorberla. Retrasar el vaciamiento gástrico con ciertos medicamentos suaviza la absorción de glucosa después de comer; conocer la extracción hepática de un fármaco explica por qué algunos deben administrarse por una vía distinta a la oral; y distinguir una diarrea osmótica de una diarrea secretora orienta el tratamiento correcto para cada una. Cuando la absorción de nutrientes y de agua a través de la mucosa intestinal falla, en vez de moverse desde el interior del intestino hacia la sangre, el agua puede terminar acumulándose dentro del intestino, y eso es justamente lo que ocurre en la diarrea. En la diarrea osmótica, un soluto que la mucosa intestinal no logra absorber, como ciertos azúcares no digeribles o ciertas sales de magnesio, permanece disuelto dentro del intestino y, por simple ósmosis, retiene agua dentro de ese mismo espacio en vez de dejarla pasar hacia la sangre; cuanto mayor es la cantidad de ese soluto no absorbido, más agua queda retenida dentro del intestino. En conjunto, todos estos mecanismos —la velocidad con la que el estómago vacía el quimo hacia el intestino, la absorción pasiva de los nutrientes solubles en grasa, la absorción activa y saturable de la glucosa y los aminoácidos, la biodisponibilidad oral de los medicamentos tras atravesar el intestino y el hígado, y los dos mecanismos distintos que producen diarrea— son los que la práctica clínica considera en conjunto al ajustar cómo y cuándo una persona recibe nutrientes o medicamentos por vía oral.
ID:4170