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Fisiología II Fisiología digestiva Fisiología II Alberto Gómez Esteban 2º Medicina 1 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Bloque III Fisiología digestiva Tema 14. Componentes y funciones del aparato digestivo Tema 15. Inervación del tubo digestivo Tema 16. Masticación y deglución Tema 17. Motilidad gástrica Tema 18. Motilidad del intestino delgado Tema 19. Motilidad del intestino grueso Tema 20. Secreciones salivares Tema 21. Secreción gástrica Tema 22. Secreción pancreática Tema 23. Secreción biliar Tema 24. Digestión y absorción gastrointestinal (I) Tema 25. Digestión y absorción gastrointestinal (II) Tema 26. Digestión y absorción gastrointestinal (III) Tema 27. Alimentación y nutrición. Obesidad 2 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 14. Componentes y funciones del aparato digestivo Introducción El aparato digestivo se compone de: Tubo digestivo Glándulas anejas El tubo digestivo es un tubo con ensanchamientos que comienza en la boca y termina en el ano. Se compone a su vez de: 1. Boca 2. Faringe 3. Esófago 4. Estomago 5. Intestino delgado 6. Intestino grueso (colon) 7. Ano Cada uno de los componentes del tubo tiene una función específica. Las glándulas anexas serán las siguientes: Glándulas salivares Páncreas exocrino Vías biliares El principal objetivo del aparato digestivo es el de suministrar sustancias nutritivas, vitaminas y líquido al organismo. Aporta todos los nutrientes del organismo a excepción del oxígeno. 3 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tubo digestivo. Pared Como ya sabemos, la pared del tubo digestivo a pesar de no ser uniforme en todas sus porciones permite distinguir una serie de capas: Mucosa. Es la capa que tapiza la luz. Comprende un epitelio con su membrana basal, una lámina propia y la muscularis mucosae. En el intestino la mucosa tiene una gran superficie debido a la presencia de pliegues, vellosidades y microvellosidades lo que suma una superficie de unos 200 m2. Submucosa. Esta capa está formada por tejido conectivo laxo que permite la formación de pliegues. En su interior encontramos nervios y vasos sanguíneos y linfáticos. Muscular. Se trata de una capa de musculatura lisa que tiene dos subdivisiones: Circular interna. Orientada formando anillos Longitudinal externa. Sigue el recorrido del tubo digestivo Ambas capas tienen la capacidad de contraerse y relajarse para llevar a cabo las funciones motoras como el peristaltismo. En el recorrido del tubo digestivo de vez en cuando la capa circular interna de musculo liso se engruesa para formar esfínteres con capacidad para regular el paso del bolo alimenticio y a su vez de impedir que una vez haya pasado el bolo, éste se regurgite. Capa adventicia o serosa. Recubre la cara externa de la pared del tubo digestivo. La serosa se encontrará presente en todos los componentes infradiafragmáticos del tubo digestivo. El tubo digestivo tiene inervación intrínseca (en su propia pared) y una extrínseca (proveniente del sistema nervioso autónomo). 4 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Esfínteres Tenemos varios de arriba a abajo: 1. Esfínter esofágico superior. Separa la faringe del esófago. 2. Esfínter esofágico inferior. Separa el esófago del estómago. 3. Esfínter pilórico o duodenal. Separa el estómago del duodeno. 4. Esfínter ileocecal. Separa el intestino delgado del intestino grueso. 5. Esfínter anal. Tiene dos componentes, uno involuntario interno y uno voluntario externo de musculatura esquelética. Salvo el esfínter esofágico superior (musculo esquelético) que está formado por el musculo cricofaríngeo, los demás están formados por engrosamientos de la circular interna de músculo liso. El esfínter ileocecal es un engrosamiento que impide el reflujo de sustancias hacia el íleon. Parece ser que la orientación angular oblicua de entrada del íleon al colon es la principal responsable de evitar esa regurgitación, más incluso que el esfínter. El esfínter anal interno de músculo liso está rodeado por el esfínter anal externo de músculo esquelético. 5 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Funciones del tubo digestivo El tubo digestivo tiene el objetivo de aportar sustancias nutritivas, vitaminas y líquidos al organismo. Para que consiga eso tiene una serie de características: Funciones motoras. Se basan en el peristaltismo que a su vez causa la motilidad gástrica. Funciones secretoras (glandulares) Funciones digestivas. Consisten en digerir moléculas poliméricas complejas en otras más sencillas. Funciones absortivas. Se realiza una vez se ha llevado a cabo la digestión y consisten en la incorporación al torrente sanguíneo de las sustancias digeridas. Funciones almacenativas Funciones eliminativas de residuos no útiles (defecación) Funciones defensivas Todas las acciones digestivas son involuntarias salvo dos, que son la primera fase de la deglución, y la defecación. Todo lo demás es involuntario e inconsciente. Todas esas funciones se realizan gracias a la presencia de la inervación intrínseca (plexos entéricos) y con la colaboración de la inervación extrínseca del sistema nervioso autónomo que se encarga de modular la actividad intrínseca. Los plexos nerviosos son esenciales para el correcto desempeño digestivo. Funciones defensivas Debido a que el tubo digestivo queda abierto al exterior, entra en contacto con gran cantidad de patógenos ante los cuales se debe defender. Antes de introducir el alimento en la boca entra en acción el primer mecanismo defensivo que es el olor, el gusto, e incluso la vista, que nos permiten rechazar alimentos inadecuados. Otro mecanismo semejante es el vómito, que se produce cuando introducimos un tóxico en el tubo digestivo, y es un reflejo por el cual arrojamos el contenido gastroduodenal por la boca. El ácido del estómago pertenece a la inmunidad innata y también es un mecanismo de defensa que dificulta el desarrollo de bacterias. La flora natural del intestino compite por los nutrientes con bacterias patógenas, ayudando a reducir su número. 6 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva El principal mecanismo de defensa digestivo es el tejido linfoide asociado al tracto gastrointestinal (GALT) así como las amígdalas que forman el anillo de Waldeyer en la faringe. Función endocrina El tubo digestivo es un órgano endocrino de primera magnitud por la cantidad de hormonas que secreta. Tiene más de 15 tipos de células endocrinas en la mucosa de sus glándulas. Se reconocen 5 tipos de hormonas de tipo peptídico y tres grupos de hormonas gastrointestinales clasificadas según su estructura y función: Familia gastrina-colecistoquinina (CCK) Gastrina. Células G del antro gástrico CCK. Células I del intestino delgado Ambas hormonas se asocian a receptores que están acoplados a una proteína G que aumenta la concentración de calcio intracelular. Familia secretina. Además de la secretina incluye el GIP (Péptido inhibidor gástrico o péptido insulinotrópico glucodependiente), el glucagón y el VIP (Péptido intestinal vasoactivo). Todos se asocian a una proteína G aumentando el AMPc intracelular. Familia motilina. Da lugar a los complejos motores migratorios que se dan en ayunas. Candidatos a hormonas. Enteroglucagón, polipéptido pancreático, péptido YY 7 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Eje entero-insular Las hormonas gastrointestinales tienen una especial importancia en la regulación de la glucemia, lo que está ligado al concepto del eje enteroinsular que se establece entre las hormonas gastrointestinales las cuales potencian la secreción de insulina. Las hormonas gastrointestinales que estimulan la secreción de insulina se denominan incretinas. 8 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 9 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 15. Inervación del tubo digestivo Introducción Tiene dos tipos de inervación: Intrínseca. Está localizada en la pared el tubo digestivo. Es compleja y se conoce mal. Está formada por el plexo submucoso y el plexo mientérico que forman en su conjunto el sistema nervioso entérico Extrínseca. Proveniente del sistema nervioso autónomo El sistema nervioso entérico es una parte del sistema nervioso desgajado del sistema nervioso central. Se trata de una especie de “cerebro intestinal”. Sus funciones son las de contraer el musculo liso, inervar los vasos sanguíneos entéricos y la inervación de glándulas y células secretoras. La inervación extrínseca está formada por el sistema nervioso autónomo: Inervación parasimpática. Proviene de los nervios vagos fundamentalmente y una pequeña parte (mitad distal del colon) proviene del parasimpático de la medula espinal sacra. La inervación parasimpática estimula a los plexos entéricos Inervación simpática. Son neuronas pre o postganglionares. Inhibe a los plexos entéricos de las funciones del tubo digestivo. Inervación intrínseca Constituye el sistema nervioso entérico (intestinal) y se puede considerar como una parte migrada del sistema nervioso central. Este sistema nervioso entérico juega un papel clave en la función del tubo digestivo. El sistema nervioso entérico se compone de dos plexos: Plexo mientérico (de Auerbach). Entre las dos capas de musculo liso de la capa muscular. Plexo submucoso (de Meissner). Está entre la capa de musculo liso circular, y la submucosa, pero se localiza realmente en la submucosa. Ambos plexos reciben inervación extrínseca autónoma que modula la actividad de dichos plexos. Las neuronas vegetativas sinaptan con las neuronas de los plexos, aunque algunas pueden inervar directamente la musculatura digestiva. 10 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Las fibras de los plexos de esas neuronas inervan el musculo liso, las glándulas secretoras y las células endocrinas para llevar a cabo las diferentes funciones. El sistema nervioso entérico está conectado al SNC gracias al sistema nervioso autónomo. Las neuronas de estos plexos se clasifican en varios tipos según su morfología que en general está relacionada con el tipo de neurotransmisor liberado. Cada neurona puede liberar más de un tipo de neurotransmisor. Los plexos están formados por neuronas sensoriales que reciben información acerca del estado del musculo liso y la mucosa. Están formados por interneuronas que conectan neuronas sensoriales con neuronas secretomotoras que inervan las glándulas, células endocrinas y musculo liso. El plexo mientérico está muy relacionado con la inervación de musculo liso circular, mientras que el plexo submucoso está más relacionado con la secreción y el control vascular. Parece evidente la relación que existe entre la localización de cada plexo, y la función que éste desempeña. En estos plexos hay una gran abundancia de neurotransmisores: Acetilcolina GABA Noradrenalina ATP Adrenalina NO Serotonina CO Péptidos y polipéptidos Otros El circuito se origina en la mucosa y pared del tubo digestivo, donde encontramos fibras sensoriales que detectan lo que sucede en la mucosa y en el musculo. Los somas envían aferentes a los plexos, a la médula espinal y al tronco del encéfalo gracias al simpático y los nervios vagos. Los centros integradores se localizan en neuronas de los propios plexos. Las vías eferentes son fibras secretomotoras que inervan el musculo liso y las glándulas parietales.. Los reflejos gastrointestinales pueden ser: Locales. Se localiza el estimulo en la pared y se produce la respuesta. El estímulo no se transmite al sistema nervioso central. Reflejos de vía larga. Se transmite el estimulo al SNC y se produce una eferencia de nuevo al tubo digestivo. 11 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Diferencias entre el plexo mientérico y el plexo submucoso El plexo mientérico se extiende a lo largo del tubo digestivo y controla la motilidad intestinal mediante la inervación del musculo liso. En general tiene neuronas excitatorias, pero también dispone de neuronas inhibitorias que secretan VIP y NO, e inervan el musculo de los esfínteres. El plexo submucoso controla las secreciones, absorción y contracciones locales de la muscularis mucosae, pudiendo variar los pliegues que existen en la mucosa. 12 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Cada plexo y tipo de neurona tiene un tipo de neurotransmisor muy relacionado con su función: Plexo mientérico Neuronas motoras estimulatorias → Acetilcolina (+ Sustancia P y neuroquinina A) Neuronas motoras inhibitorias → NO (+ VIP y ATP) Neuronas ascendentes y descendentes → Acetilcolina y serotonina Neuronas sensoriales → Sustancia P Plexo submucoso Neuronas secretomotoras no colinérgicas → VIP Neuronas secretomotoras colinérgicas → Acetilcolina Neuronas sensoriales → Sustancia P Funciones Los estímulos químicos, mecánicos e irritativos aumentan la secreción y la motilidad, así como la secreción de hormonas endocrinas con función. Las fibras extrínsecas aferentes primarias del nervio vago participan en la sensación de calor, dolor, sensación de plenitud y de vacío. Inervación extrínseca Ocurre por el SNA que modula la actividad del sistema nervioso entérico. Esta inervación extrínseca se puede interrumpir y seguir funcionando el tubo digestivo. Inervación parasimpática La inervación parasimpática es colinérgica excitatoria y se divide en dos grupos: Craneal. Sus neuronas se encuentran en el núcleo motor dorsal del vago, bajan por el vago e inervan esófago, estomago, páncreas, intestino delgado y mitad proximal del intestino grueso, es decir, todo el tubo digestivo a excepción de la mitad distal del intestino grueso. Sacra. Sus neuronas se localizan en S2-4 e inervan por los nervios pélvicos la mitad distal del intestino grueso. 13 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Son fibras preganglionares y terminan sobre neuronas colinérgicas de los plexos entéricos. La inervación simpática tiene la neurona preganglionar en la medula espinal torácica en T5-L2 y hacen sinapsis sobre los ganglios de la cadena prevertebral y paravertebral para hacer sinapsis sobre las neuronas de los plexos o directamente los vasos sanguíneos. Inervación simpática En general las neuronas simpáticas son inhibitorias de la actividad del tubo digestivo. En cuanto a los vasos sanguíneos tienen una doble inervación: Inervación simpática extrínseca. Vasoconstrictora Inervación entérica de los plexos. Vasodilatadora y causante de la hiperemia producida en la digestión. Regulación neurohumoral La eficacia del sistema digestivo se basa en gran parte en la coordinación entre sus distintos segmentos, la cual se lleva a cabo gracias a la inervación y por la regulación neurohumoral. La regulación neurohumoral significa que hay muchos neurotransmisores que aparte de estimular la motilidad y la secreción permiten la coordinación de los órganos digestivos y las glándulas. Esto permite la comunicación intercelular *Repaso* Comunicación endocrina. La célula diana se encuentra a distancia de la célula secretora, y el mensajero hormonal debe ser liberado a sangre para producir su efecto. Comunicación autocrina. La célula diana y la secretora son la misma, al secretar una sustancia que actuara sobre ella misma para dar lugar a la amplificación de cascadas de mensajeros. Comunicación paracrina. Una célula secreta una sustancia que va a actuar sobre las células vecinas Comunicación neuroendocrina. Los terminales de los plexos o la inervación extrínseca liberan neurotransmisores a la sangre. Comunicación yuxtacrina. La célula diana y la secretora son vecinas y la célula secretora presenta la hormona en su pared para que sea reconocida por su vecina.14 común en el sistema inmune. AlbertoEsGómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 15 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 16. Masticación y deglución Masticación La masticación consiste en el hecho de abrir y cerrar la boca para triturar los alimentos sólidos que introducimos. Este proceso de masticación es muy relevante para obtener partículas pequeñas que se mezclen bien con la saliva enzimática y que esta mezcla homogénea sea deglutida correctamente. Esto facilita también su digestión enzimática en el intestino. En la masticación intervienen músculos faciales que son: Maseteros (2) Temporales (2) Pterigoideos (4) Mediales (2) Laterales (2) Estos músculos están inervados por un nervio motor que acompaña al par V (Trigémino) cuyas motoneuronas se encuentran en el puente del encéfalo (núcleo motor del trigémino). Estos músculos tienen en su interior husos neuromusculares que detectan la distensión del musculo y envían un potencial al núcleo mesencefálico que sinapta con el núcleo motor para ordenar el cierre de la boca. Esto se denomina reflejo maseterino o masticatorio. 16 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La masticación es un movimiento semiautomático por lo que intervienen dos tipos de mecanismos: Mecanismos voluntarios Mecanismos reflejos Normalmente la masticación se inicia y se termina de forma voluntaria, pero los movimientos intermedios no necesariamente deben ser conscientes. Cuando se abre la boca se estiran los músculos masticatorios cuyos husos neuromusculares se activan y envían una señal al núcleo mesencefálico vía nervio facial que a su vez enviara un mensaje al núcleo motor que ordena la contracción de los músculos de la masticación. Implica unos mecanismos con vías nerviosas que tienen una cierta complejidad Generador de patrones centrales (GPC). Se encuentra en el bulbo raquídeo en su formación reticular. Este generador de patrones centrales para la masticación es de donde surgen los estímulos que crean mecanismos semiautomáticos de apertura y cierre. Este generador sinapta con los núcleos motores implicados: Núcleo motor del V par (músculos masticatorios) Núcleo motor del VII par (músculos faciales) Núcleo motor del XII par (lengua) Estos núcleos se pueden activar desde la corteza cerebral, la corteza motora, ganglios basales, cerebelo, amígdala cerebral, hipotálamo… Desde los husos neuromusculares se informa cuando abrimos la boca en el reflejo masticatorio estimulando especialmente al núcleo del V par. Deglución Se trata del paso controlado del alimento de la boca hasta el estómago (boca → faringe → esófago → estómago) Se degluten unas 600 veces al día, normalmente saliva. Se puede iniciar de forma voluntaria o de forma refleja (desde la faringe o esófago). La deglución consta de 3 fases: 17 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 1. Fase bucal u oral. Es voluntaria y consiste en que una vez terminada la adecuada masticación, con la lengua el bolo alimenticio se fracciona y cada uno de los fragmentos es empujado en dirección a la faringe. Para que la lengua empuje cada fragmento es necesario el cierre bucal. Intervienen eferencias del n. hipogloso (XII) y el n. facial (VII). 2. Fase faríngea. El alimento ha sido empujado, y cuando roza con el istmo de las fauces se desencadena un reflejo. En esta fase se eleva el velo del paladar (n. trigémino, V) lo que cierra la comunicación con la nasofaringe. La faringe que se encuentra inervada por el IX-X pares craneales y sus motoneuronas se encargan en el núcleo ambiguo. La faringe se contrae lo que empuja el alimento en dirección al esófago, produciéndose un anillo peristáltico que avanza hacia abajo en forma de onda de contracción. El último acontecimiento de esta fase es la apertura del esfínter esofágico superior. Entre deglución y deglución el esfínter está cerrado para permitir el paso del alimento al esófago. También debe producirse el cierre de la epiglotis para que no se produzca el paso de alimento hacia las vías aéreas, lo que detiene unos instantes la respiración. 3. Fase esofágica. El esófago se encuentra inervado por el X par y está compuesto por los dos tipos de músculos en sus diferentes porciones. Lógicamente será involuntaria. 1/3 proximal → Musculo esquelético 2/3 distales → Musculo liso y esquelético 1/3 distal → Musculo liso El anillo de contracción de la fase anterior cuando entra en el esófago se denomina onda peristáltica primaria, que procede de la faringe y se desliza por el esófago. Cuando la onda peristáltica primaria llega al esfínter esofágico inferior, la onda de relajación que le precede abre el esfínter esofágico inferior. Si el alimento es demasiado grande puede no ser arrastrado por la onda peristáltica primaria, quedando un fragmento retrasado que produce una distensión en la pared del esófago que a su vez provoca una contracción refleja que avanza en forma de onda peristáltica secundaria. A la deglución ayuda el peso del alimento (acción gravitatoria) pero la parte principal del trabajo lo realiza la onda peristáltica. 18 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La región coordinadora: Centro de la deglución Incluye fundamentalmente la formación reticular y a veces se incluye el núcleo del tracto solitario. La deglución es más compleja que la masticación ya que coordina la fase faríngea con la fase esofágica. La bucal será voluntaria y por lo tanto esta zona no intervendrá. El generador de patrones centrales (GPC) que forma el centro de la deglución organiza de forma secuencial la fase faríngea y después la fase esofágica. Activa el núcleo ambiguo cuyas fibras por el IX par y X par que inervan el musculo de la faringe y 1/3 proximal del esófago. Otro grupo del GPC regula el musculo liso esofágico (2/3 inferiores del esófago) a través del núcleo motor dorsal del nervio vago. El centro de la deglución sinapta con la corteza cerebral, el sistema límbico, el hipotálamo y el puente. La corteza cerebral tiene un papel destacado en ambos lados con predominancia de uno de los hemisferios, ya que individuos con la corteza lesionada presentan alteraciones temporales en la deglución. Al cabo de un tiempo esta se normaliza ya que el lado de la corteza que no era predominante asume el control. Una alteración de la deglución se denomina disfagia. Esófago Se trata de un conducto cuya longitud depende directamente de la altura, aunque ronda los 20-22 cm de altura. Sirve para transportar el alimento hacia el estómago. Normalmente se encuentra colapsado, pero se abre ante la entrada de alimento. En su estructura distinguimos los elementos clásicos del órgano hueco gástrico. Al llegar al estomago nos encontramos con una línea en zigzag (ora serrata) donde cambia la mucosa esofágica (EPEnQ) a una mucosa glandular en el estómago. 19 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tiene gran cantidad de glándulas que secretan moco lubricante (mecanoprotector) y bicarbonato (quimioprotector, amortiguador de pH). Su capa muscular se encuentra inervado por: 1/3 proximal → Musculo esquelético 2/3 distales → Musculo liso y esquelético 1/3 distal → Musculo liso Tiene dos esfínteres (faringoesofágico y cardiaco) que en condiciones normales están cerrados. Si falla el esfínter cardiaco se da reflujo de ácido gástrico (hernia de hiato) y produzca ardor, en cambio si falla el faringoesofágico entra aire al estómago. Inervación del esófago Presenta en su pared su porción correspondiente del sistema nervioso entérico. Este plexo como en gran parte del tubo digestivo tiene neuronas colinérgicas que contraen el músculo. También tiene neuronas inhibitorias que segregan NO y VIP que relajan el musculo. Cuando baja el anillo peristáltico, en su porción contraída predomina la actividad de las neuronas colinérgicas, y en el frente de relajación predominan las NOergicas y las VIPergicas. Este sistema se encuentra regulado por el SNA. Cuando el frente llega al esfínter esofágico inferior, se encuentra con una predominancia de neuronas excitatorias activadas y neuronas inhibitorias que cuando llega el frente descargan con el fin de abrir el esfínter. El dolor esofágico tiene conexión embriológica con el dolor cardiaco, lo que puede confundirse con un infarto de miocardio o una angina de pecho. En ocasiones si no aparecen fenómenos isquémicos en el ECG no es posible dar un diagnóstico concluyente. *Acalasia* Consiste en que un buen tramo del esófago tiene escasas neuronas ya que se han dañado y se han ido perdiendo. Esto causa pérdida de la capacidad de relajación del esfínter esofágico interno. Se destruyen neuronas NOérgicas y VIPérgicas lo que causa una distensión marcada del esófago que se conoce como megaesófago. El paso del alimento está muy ralentizado. 20 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 21 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 17. Motilidad gástrica Aspectos generales Del estómago en adelante distinguimos dos tipos principales de movimiento: Movimientos peristálticos. Consisten en la aparición de un anillo contráctil y por delante un frente de relajación. Es posible que se deslice una longitud amplia de varios metros. Se inicia donde el bolo alimenticio distiende la pared. Desplazan en alimento un tramo variable que puede abarcar varios centímetros Movimientos de segmentación (mezcla). Consisten en pequeños anillos contráctiles entre cada cual tenemos relajación muscular. Van hacia atrás y hacia delante, con predominio del desplazamiento hacia delante, esto genera un movimiento pendular que facilita la digestión y aumentando el contacto del alimento con la mucosa. Desde el punto de vista eléctrico tenemos que las células de musculo liso están empaquetadas en haces cuyas células se intercomunican mediante GAP junctions (canales de difusión iónica muy facilitada). Los haces también están conectados entre sí. Esto da lugar a un sincitio funcional. El ritmo eléctrico basal (REB) u ondas lentas consiste en la despolarización espontánea de los miocitos lisos, con frecuencia cíclica. Estas ondas no crean movimientos por sí solas, pero si se combinan con estímulos del sistema nervioso entérico, obtenemos una espiga de potencial que sí provoca movimiento mecánico. Si se suman espigas, el movimiento será de mayor intensidad. El ritmo de las contracciones es determinado por el REB ya que es necesaria la combinación de un potencial nervioso con la cima de una onda basal. No puede haber más contracciones que las marcadas por el REB pero sí que puede haber menos si por ejemplo tenemos un REB sin espigas. 22 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Estómago. 3-4 veces/min Colon (ciego). 2 veces/min Duodeno. 12 veces/min Colon (sigmoide). 6 veces/min Íleon. 8 veces/min El ritmo eléctrico basal parece estar producido por las células intersticiales de Cajal, muy cercanas a los plexos de la pared del tubo digestivo. Estas células tienen actividad marcapasos. Complejo motor migratorio El complejo motor migratorio (CMM) es un tipo de actividad electromotora presente únicamente en ayunas. Comienza en el estómago y se desliza por todo el tubo digestivo dando lugar a ciclos cada 90-120 minutos. Tiene tres fases: Fase 1. Reposo Fase 2. Movimientos irregulares Fase 3. Movimientos intensos Su finalidad parece ser que cuando los movimientos peristálticos no arrastran todo el contenido, estos complejos limpiarían de contenido el tramo digestivo correspondiente. Parecen ser desencadenados por la presencia de motilina aunque también se observa influencia de la inervación vagal. Estómago Es un saco muscular que se comienza a distinguir en la 4º semana de gestación. Su contenido es de 30 mL en el recién nacido y 2-3 L en el adulto. Su función es la de recibir, almacenar y triturar y el bolo alimenticio con secreciones para formar el quimo que deposita ordenadamente en el duodeno. Inicia la digestión y absorbe algunas sustancias (alcohol, sales, líquido, algunos fármacos). Desde el punto de vista anatómico lo dividimos en 4 regiones: Cardias Cuerpo Fundus Antro 23 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Desde el punto de vista funcional únicamente aplicamos tres divisiones: Estómago proximal. Cardias, fundus y cuerpo proximal Estómago distal. Cuerpo distal, antro Píloro Presenta las 4 capas clásicas con pliegues tapizados por mucosa superficial formada por células secretoras. Su capa muscular presenta tres capas de musculo liso: Capa oblicua interna Capa circular media o intermedia Capa longitudinal externa La inervación gástrica también es clásica: Plexo mientérico. Entre la oblicua interna y la circular media Plexo submucoso. Entre la capa muscular (oblicua interna) y la submucosa Recibe inervación simpática y parasimpática. Parece ser que funcionalmente los vagos son más importantes en el estómago que en el intestino delgado. 24 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Actividad motora Desde el punto de vista eléctrico presenta el ritmo eléctrico basal que se generan en el marcapasos que se encuentra en la parte proximal del cuerpo desde donde surgen ondas lentas que descienden deslizándose a una frecuencia de 3-4 ondas/min. Las contracciones más fuertes del estómago se producen en el antro donde la musculatura es más fuerte (sístole antral). En esta gráfica observamos los potenciales de acción de una célula marcapasos de Cajal. Tenemos un patrón periódico de ondas (-40 mV) que no provocan ninguna contracción mecánica, sin embargo si se recibe excitación nerviosa el potencial se eleva en espigas (0 mV) lo que produce una contracción peristáltica. Motilidad gástrica La peristalsis gástrica se observa entre las 12-24 semanas de gestación en el estómago fetal. A las 30 semanas el funcionamiento es bastante bueno. Observamos en un estómago vacío los CMM con sus tres fases que recorren todo el tubo desde el estómago desencadenados por la motilina y el nervio vago. La fase III de este complejo es independiente de la inervación extrínseca y podría ser más bien desencadenada por actividad vagal y la motilina duodenal. En el estómago lleno observamos la onda peristáltica primaria procedente del esófago que relaja la parte proximal del estómago a su llegada y permite la apertura del esfínter esofágico interno. Una vez el alimento se encuentra en el estómago se dejan de producir las contracciones fásicas y se inhibe el tono para permitir la acomodación del alimento. 25 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Cuando ha llegado el alimento al estómago, la distensión de la pared y el estímulo de la mucosa desencadenan contracciones de la pared gástrica, apareciendo el patrón motor de la alimentación en el estómago lleno que dura de 5 a 8 horas dependiendo del alimento ingerido. En esta fase observamos movimientos de segmentación en el estómago que causan la trituración y mezcla del alimento y avanzan gradualmente hacia el antro. Cuanto más se acercan al antro, más potentes son las contracciones para llegar a producir un vaciamiento gradual y controlado. El estómago dispone de un fino mecanismo para regular su vaciamiento el cual fundamentalmente depende de: Tipo de alimento Energética del alimento Cantidad de alimento Si las partículas son más pequeñas pasaran antes que si son grandes. El vaciamiento, el antro, píloro, esfínter y duodeno funcionan como una unidad, estando acoplados funcionalmente. El grado de vaciamiento depende de la fuerza contráctil y de la resistencia que oponga el píloro. El otro factor determinante de la velocidad del vaciamiento es el tamaño de las partículas, que se vacían según un orden general: 1. Líquidos 2. Hidratos de carbono 3. Proteínas 4. Grasas 26 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 27 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Regulación del vaciamiento gástrico El vaciamiento gástrico depende de una serie de factores que regularán la velocidad de dicho vaciamiento, estos son: Volumen del quimo Tipo de alimento 1. Líquidos 2. Hidratos de carbono 3. Proteínas 4. Grasas Osmolaridad del quimo Acidez del quimo Se controla en primer lugar desde el propio estómago, regulando la fuerza de las contracciones, y el tono del píloro. Desde el duodeno el vaciamiento se controla inhibiéndolo bien mediante inervación extrínseca o bien mediante regulación humoral. La regulación humoral desde el duodeno y el yeyuno se produce al llegar las grasas (recordemos que eran los últimos productos de digestión en llegar), esto produce la secreción de colecistoquinina (CCK), péptido inhibidor gástrico (GIP), secretina y péptido YY. La emisión de estas hormonas a la sangre inhibe la motilidad y por lo tanto el vaciamiento queda ralentizado. 28 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 29 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 18. Motilidad del intestino delgado Introducción Es un órgano que se encuentra entre el intestino delgado y el intestino grueso, midiendo entre 6-8 metros. Su primera parte es el duodeno, medido así porque mide 12 dedos. Luego tenemos el yeyuno y el íleon. Las funciones del intestino delgado son: Recibir el quimo del estómago Producir el desplazamiento del quimo con todo el intestino delgado para ser vaciado en el intestino grueso. Durante el desplazamiento hacia adelante y hacia atrás (predominancia hacia delante) se lleva a cabo la digestión y absorción. Absorber las sustancias nutritivas 30 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Estructura Observamos en la luz la presencia de unos pliegues circulares (válvulas conniventes de Kerkring). Estos pliegues disminuyen desde el duodeno hasta el íleon. La pared intestinal es la típica en todo el tubo digestivo: Mucosa. Tiene una gran superficie para que puedan contactar los alimentos (200 m2). También observamos las glándulas intestinales o criptas de Lieberkuhn que se encentran entre vellosidades. Submucosa. Contiene en el duodeno las glándulas de Brunner para localizar el pH gástrico. Plexo submucoso Capa muscular. Consta de dos capas clásicas, es decir, circular interna y longitudinal externa, y entre ellas el plexo mientérico, con células de Cajal con función marcapasos. Adventicia o serosa 31 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Glándulas intestinales Se encuentran presentes en todo el intestino delgado y el colon. Son glándulas tubulares simples y se abren entre las vellosidades. Estas glándulas contienen varios tipos de células: Células madre pluripotenciales. Están encargadas de la renovación del epitelio. Células indiferenciadas. Son células con pocos orgánulos Enterocitos. Contienen microvellosidades absortivas. Son células columnares donde se lleva a cabo la absorción intestinal Células caliciformes. Actividad mucosecretora Células de Paneth. Con función defensiva ya que contienen gránulos con zinc, péptidos antimicrobianos, lisozima y factores de crecimiento. Células APUD enteroendocrinas. Producen secreciones en la sangre, regulan la secreción, absorción, motilidad… Secretan las siguientes sustancias según el tipo de célula que sean: Serotonina CCK VIP Motilina Somatostatina Neurotensina Grelina GIP Gastrina Secretina Células M. Especializadas en unirse a patógenos a los que procesan y eliminan. Células de Cajal. No las encontramos en la mucosa sino en los plexos nerviosos, fundamentalmente en el plexo mientérico y tienen actividad marcapasos generando el ritmo eléctrico basal. Expresan receptor para tirosinkinasa CD117+. 32 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Motilidad del intestino delgado Su patrón motor es el siguiente: Patrón de ayuno Patrón postprandial (un rato después de comer). Es un movimiento de peristaltismo y de fragmentación. El objetivo de estos movimientos es mezclar el alimento con las secreciones y lo que no se absorba traslade hacia el intestino grueso. El quimo que atraviesa el intestino delgado tarda de 2-3 horas en llegar al intestino grueso. Cuando no hay alimento tenemos movimientos CMM a intervalos regulares cada 90-120 minutos. Estas ondas duran aproximadamente 2 minutos de duración. La función de estos complejos es la de completar el arrastre de alimento cuando algo no se ha digerido adecuadamente/absorbido. También ayuda a descamar la mucosa intestinal y mejorar la renovación, elimina las bacterias para que pasen al intestino grueso, etc… El CMM está presente en el intestino delgado aunque se elimine la inervación extrínseca (SNA). Cuando el alimento pasa del estómago al duodeno aparece el patrón de la alimentación y a los 10-20 minutos de haber ingerido la comida, se interrumpe el CMM al entrar en contacto el movimiento de la mucosa. *Recordatorio* Tenemos dos tipos de movimiento: Movimientos de segmentación. En forma de anillos que avanzan de delante a atrás, aunque avanzan más que retroceden, tienen como objetivo el de mezclar y poner el alimento en contacto con la mucosa absortiva. Son provocados por la contracción del musculo circular. Movimientos peristálticos. Se trata de un anillo de contracción con su onda de relajación correspondiente por delante. Producen un desplazamiento largo siempre hacia delante. Son provocados por la capa muscular longitudinal. Cuando el intestino sufre un traumatismo o un cirujano lo manipula en un quirófano, el intestino se paraliza y se pone en marcha de nuevo al cabo de unas horas. A veces tarda varias horas en cuyo caso se facilita la puesta en marcha haciendo aspiración del contenido intestinal (líquido y gases). 33 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Válvula ileocecal Se trata de un anillo de musculo circular engrosado, pero sin aumento de tono. Tiene una entrada angular al ciego que regula en cierta medida el paso del intestino al colon y fundamentalmente evita reflujo desde el colon al intestino delgado, por eso tiene más forma de válvula que de esfínter convencional. Cada día pasan hacia el intestino grueso entre 1,5-2 L el cual se controla por reflejos de vía corta y reflejos extrínsecos procedentes de las vías largas. La válvula ileocecal es de vital importancia para mantener un ambiente higiénico en el intestino delgado. Cuando hay apendicitis se inflaman los tejidos peritoneales adyacentes que alteran el funcionamiento de la válvula ileocecal lo que ralentiza el tránsito de la válvula ileocecal pudiendo agravar el problema o causar otros adicionales. Patología intestinal Obstrucción Si se produce una obstrucción en la luz intestinal o una estenosis (reducción de la luz) el intestino en primer lugar intenta hacer que este obstáculo se desplace mediante contracciones intensas, estas contracciones causan molestias y dolor y se conocen en su conjunto como cólico intestinal. Pasado un tiempo de esa fase de lucha, el intestino se agota y sobreviene una parálisis (el intestino se distiende) lo que conlleva que se altera la circulación sanguínea, aumenta la secreción, etc… 34 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 35 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 19. Motilidad del intestino grueso Funciones La función principal del colon es la de absorber agua, y es regulable según las necesidades corporales. El contenido del intestino grueso se solidificará a medida que transita y se van absorbiendo el agua y los electrolitos. Los movimientos en el intestino grueso son de tres tipos: Movimientos segmentarios (haustrales de mezcla) Movimientos peristálticos. Relativamente débil en el colon Movimientos en masa. Son específicos del colon y van encaminados a expulsar los restos de la defecación Cada día recibe 1,5-2 L del intestino delgado, de los cuales se eliminarán unos 200-400 mL. La capacidad del colon para reabsorber líquido es muy importante y modificable. Puede aumentar hasta 5 veces y si el tránsito se acelera, esta capacidad se altera. Se extiende desde la unión ileocecal hasta el ano. Su longitud es de 1,5 m en el adulto y de diámetro variable. Se compone de 7 partes: Ciego Colon ascendente Colon transverso Colon descendente Colon sigmoide Recto Canal anal 36 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Las partes transversa y sigmoide se mueven con mucha facilidad y en ocasiones puede formarse un pliegue (vólvulo) que conlleva el cierre de las arterias, con necrosis. El intestino grueso se distingue fácilmente del intestino delgado gracias a las saculaciones de su pared, que se denominan haustras cólicas. La capa de musculo liso longitudinal no es continua, sino que se encuentra formando tres bandas, que son las tenias y se encuentran cada 120º de circunferencia. Las tenias son más cortas que el intestino delgado por lo que se forman pliegues que constituyen las haustras. Todo lo que se absorbe por el intestino va por la circulación porta, incluido su componente linfático Inervación La inervación extrínseca parasimpática va por dos vías: ½ proximal. Nervios vagos ½ distal. Parasimpático sacro S2-S4 (nervio pélvico). La inervación somática colinérgica sinapta con el musculo del esfínter anal externo. El canal anal tiene unos pliegues o columnas de Morgagni que se unen formando unas válvulas anales. El esfínter interno tiene inervación parasimpática sacra y el esfínter anal externo que es musculatura esquelética cuenta con inervación somática. 37 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Actividad eléctrica Hay dos tipos de actividad rítmica: Ondas rápidas de pequeña amplitud (12-20 veces/min). Provenientes de células intersticiales de Cajal del plexo mientérico Ondas lentas y amplias (2-4 veces/min). Provenientes también de células de Cajal del plexo submucoso. La motilidad es igual que la de todos los putos segmentos anteriores, a excepción del movimiento en masa. En el colon humano se distinguen 3 tipos de células de Cajal: Células del plexo mientérico (MY) Células del plexo submucoso (SM) Células entre las dos capas de m. liso (MU) Las células de Cajal de ambos plexos intrínsecos están interconectadas eléctricamente y forman una red entre sí. Las células del plexo mientérico (MY) probablemente son los marcapasos de ondas pequeñas y rápidas (12-20 ondas/min) en las capas de músculo liso. Las células del plexo submucoso (SM) tienen actividad marcapasos de ondas lentas de gran amplitud (2-4 ondas/min); estas ondas lentas tienen gran influencia en las contracciones de la capa de musculo circular interna. 38 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva El movimiento en masa son contracciones que abarcan un tramo largo en las cuales se desplaza el contenido en sentido distal. Estos movimientos en masa aparecen entre 1-3 veces al día en condiciones normales. Aparecen tras las comidas y se asocian con la defecación. Defecación Consiste en expulsar el contenido del recto al exterior. Habitualmente suele estar precedida por un movimiento en masa en el que las heces pasan al recto que se distiende lo que provoca la relajación parasimpática (mediante liberación de VIP y NO) del esfínter anal interno. El reflejo de defecación puede agotarse al cabo de cierto tiempo, o bien producirse la relajación voluntaria del esfínter anal externo y producirse la defecación. La distensión del estómago también suele iniciar las contracciones del resto del intestino y frecuentemente, el deseo de defecar, a través del reflejo gastrocólico que puede potenciarse por acción de la gastrina sobre el colon. El reflejo defecatorio es involuntario y puede funcionar en personas que han tenido una sección medular. Fisiopatología del colon Enfermedad de Hirschsprung. Se trata de una enfermedad que se observa en niños con ausencia congénita de neuronas de los plexos en la parte distal del colon. En estos individuos se observa disminución en los movimientos peristálticos, con lo que el tránsito intestinal es muy lento, con distensión abdominal, anorexia, laxitud y estreñimiento. El tratamiento consiste en la extirpación de la porción afectada del colon, y conectar los segmentos libres del tubo digestivo. Estreñimiento. Se produce cuando el tránsito intestinal es más lento de lo habitual y produce malestar. Puede estar debido a un cambio de hábito o bien deberse a una enfermedad (cáncer de colon, pólipos, etc…). 39 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 40 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 20. Secreción de la saliva Introducción La saliva es secretada por las glándulas salivares, en una cantidad entre 1-1,5 L/día. En la boca, dispersas por toda la mucosa hay pequeñas glándulas de tipo mucoso, pero la mayoría de la saliva procede de tres glandes glándulas: Parótidas (2) Submaxilares (2) Sublinguales (2) El ritmo de secreción salivar no es uniforme sino que varía según el momento en el que estemos. Las glándulas salivares son especialmente de dos tipos: Serosas (parótidas). Esencialmente secretan el componente acuoso, electrolitos y proteínas. Entre las proteínas resaltamos la ptialina (α-amilasa) que comienza la hidrólisis del almidón presente en los alimentos. Mucosas (glándulas bucales dispersas). Secretan fundamentalmente mucina (moco). Mixtas (submaxilares y sublinguales) La secreción comienza en los acinos glandulares y se va modificando según atraviesa los conductos. Además en algunas de estas glándulas bordeándolas hay células mioepiteliales de capacidad contráctil, para ayudar a expulsar el contenido. 41 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Saliva Sus componentes principales son agua, electrolitos y proteínas. En condiciones normales es un líquido incoloro, acuoso o mucoso. Los electrolitos principales son los típicos de líquidos corporales (Na +, HCO3-, Cl- y K+). En general es hipotónica (200 mOsm/L), y tiene un pH alcalino (pH = 6-7 según flujo) lo cual es importante a la hora de neutralizar en cierta medida el pH gástrico si existe por ejemplo reflujo. Entre las proteínas destacarán las siguientes: Ptialina (α-amilasa). Comienza la digestión del almidón en la boca Ribonucleasa Proteína R. Permite que la B12 siga su curso por el tracto gastrointestinal. Lipasa salival. Inicia en escasa medida la digestión de triglicéridos. Es importante en la fibrosis quística ya que sustituye a la lipasa pancreática que se ha perdido. Lisozima. Es un bactericida Inmunoglobulinas. Son de los isotipos IgA, IgG e IgM Factor de crecimiento epidérmico Antígenos AB0 Funciones de la saliva Es fácil deducirlo según su composición, y es la de limpiar y proteger la cavidad bucal, así como la protección dental frente a la caries. Mantiene la humedad de la boca lo que facilita la dicción, así como la masticación y la deglución. Tiene un efecto defensivo gracias a la lisozima y las inmunoglobulinas. Por último comienza la digestión gracias a la ptialina y en menor medida a las lipasas. Esto facilita la digestión de almidón y de pocos lípidos. 42 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Secreción salivar Procede de los acinos salivares, y tiene los componentes orgánicos disueltos en el líquido. Cuando está estimulada, se secreta mucha cantidad de saliva (tanto como el peso de la propia glándula) lo que viene promovido por un aumento de la perfusión de la glándula. Cuando la secreción primaria atraviesa la luz de los conductos se va modificando: Se absorbe el sodio y el cloro, y se excretan (no parece que por intercambio iónico) potasio y bicarbonato. Los conductos son prácticamente impermeables al agua de forma que la saliva queda hipotónica. Dependiendo del flujo salivar se podrá modificar más o menos. Si el flujo es rápido se reabsorben menos iones y la osmolaridad aumenta, aunque siempre es menor a la del plasma. Los acinos secretan la ptialina y la mucina en compañía de iones con una concentración similar a la del plasma. A medida que la saliva transcurre por el conducto se reabsorben sodio y cloro y se secretan potasio y bicarbonato. Se reabsorbe más sodio que potasio se secreta, de forma que queda una carga negativa en el interior de los conductos. En reposo la concentración de sodio y cloro son bajas (1/7 de la concentración en plasma). La de potasio en cambio es mayor (7 veces superior a la del plasma) y la de bicarbonato es algo mayor a la del plasma (2-3 veces superior). 43 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Regulación de la secreción Es casi totalmente de tipo nervioso. Las glándulas salivares tienen inervación vegetativa doble, y ambos componentes aumentan la secreción salivar. El sistema nervioso parasimpático lleva a cabo un control más importante que el simpático, de forma que cuando se bloquea (p.e. atropina) se inhibe la secreción salivar, y si se daña el SNPS se atrofian las glándulas. La estimulación parasimpática aumenta la secreción serosa de modo parte directo, y parte indirecto. Para que aumente la secreción es conveniente y necesario que aumente el riego sanguíneo. El sistema nervioso parasimpático consigue este efecto de forma directa favoreciendo la formación de bradiquinina (vasodilatador procedente de la kalidina en un complejo proceso enzimático). Otro efecto, esta vez indirecto, del parasimpático viene porque el propio hecho del aumento de secreción conlleva un aumento del flujo por un efecto metabólico. La estimulación simpática aumenta la secreción mucosa. Si se activa puede ser que se note la boca seca debido a que la secreción es rica en moco pero pobre en agua. La secreción se regula mediante efectos nerviosos, por procesos reflejos: Aumenta cuando tenemos ciertos pensamientos (alimenticios), ver, oir, oler, masticación y nauseas. Disminuye durante el miedo, estrés… y durante el sueño. La denervación de las glándulas conlleva un fenómeno que implica que las glándulas se hacen sensibles ante los neurotransmisores circulantes en sangre, lo que aumenta la secreción (babeo). En condiciones basales el flujo sanguíneo glandular es de 50 mL/100 g de tejido y la secreción es de 0,5 mL/min, pero puede aumentar enormemente hasta los 6-7 mL/min. Inervación La inervación simpática procede de fibras nerviosas postganglionares procedentes del ganglio simpático cervical superior. Son fibras adrenérgicas. La inervación parasimpática procede de centros bulbares que envían eferencias hacia los dos núcleos salivares (superior e inferior). La glándula submaxilar y sublingual están inervadas por una rama del nervio facial (VII par). 44 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La glándula parótida está inervada por el nervio glosofaríngeo (IX par) Ambas fibras nerviosas reciben información de los núcleos salivares que se encuentran dentro de la formación reticular (entre bulbo y puente). Reciben por un lado un flujo de los centros superiores corticales vía formación reticular, lo que permite la excitabilidad de las glándulas ante pensamientos y emociones. Los núcleos salivares reciben también información de los receptores gustativos linguales, vía V par craneal (a veces VII) y IX par, a partir del núcleo del tracto solitario, llegan a los núcleos salivares. Los receptores táctiles linguales a través del trigémino (V par) vía núcleo del tracto solitario, estimulan los núcleos salivares. El estimulo más potente para la secreción salivar es el estímulo táctil procedente de la lengua. Existen receptores gastrointestinales que tienen aferencias vagales las cuales llegan a los núcleos salivares vía núcleo del tracto solitario. Esto estimularía la salivación en caso de nauseas. Los receptores olfativos estimulan los núcleos salivares mediante el I par craneal (nervio olfativo) Los reflejos vestibulares estimulan vía VIII par craneal sin pasar por el tracto solitario, llegan al núcleo salivar estimulándolo. 45 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 46 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 21. Secreción gástrica Introducción El estómago juega un papel relativamente importante para determinar la ingesta de alimentos mediante el mecanismo de saciedad (mediado por hormonas como la grelina, etc…) sin embargo su función más importante radica en su función secretomotora. Ambas funciones, la motora y la secretora, deben estar perfectamente coordinadas ya que tienen un mismo objetivo. El estómago secreta el jugo gástrico. En la superficie del estómago tenemos un epitelio columnar que reviste toda su superficie y el comienzo de las criptas estomacales. El epitelio columnar secreta sodio en intercambio por hidrógeno, secreta bicarbonato, moco y fosfolípidos. Contiene las glándulas oxínticas o parietales que son prácticamente específicas del estómago y se encuentran en el fundus y en el cuerpo gástrico. Estas glándulas contienen: Células parietales u oxínticas. Secretan ácido clorhídrico y factor intrínseco, sustancias sobre las que hablaremos detalladamente más adelante. Células principales o cimógenas. Secretan pepsinógeno. Células neuroendocrinas. Segregan hacia la sangre serotonina (5-HT) e histamina. Células madre basales. Se encargan de la renovación del epitelio Células mucosas. Se encuentran en la parte superior de la glándula y se encargan de formar la barrera mucosa adhesiva. 47 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva También contienen las glándulas pilóricas u antrales que contienen fundamentalmente células endocrinas de distintas clases: Células G (Gastrina). La gastrina queda estimulada ante la distensión gástrica y sobre todo por la presencia de aminoácidos y péptidos, es estimulada vagalmente. La superficie luminal de las microvellosidades contiene receptores para aminoácidos y péptidos. Las células G secretan parte de su secreción a la luz del estómago y cuando esa sustancia secretada pasa a la luz pasa a denominarse factor de crecimiento epidérmico que se une a la heparina (HB-EGF). Células D (Somatostatina). Se encuentran sobre todo en la parte proximal del intestino delgado (duodeno y yeyuno) y fundamentalmente en la glándula pilórica en abundancia. La somatostatina inhibe la secreción ácida, bien a través de un efecto paracrino, o bien por su acción endocrina. También contienen células mucosas. Componentes del jugo gástrico Por un lado encontramos evidentemente agua y electrolitos. También encontramos enzimas activas en pH ácido (bajo), las cuales son las pepsinas y la lipasa gástrica. Encontraremos glicoproteínas como el factor intrínseco (esencial para la vida ya que permite la absorción de vitamina B12). Moco y mucinas El moco tiene una parte adherente que se pega a la mucosa y una parte soluble que se desplaza con el resto de las secreciones. El moco adherente que tapiza toda la mucosa forma una barrera que es muy importante para proteger la mucosa gástrica. Cuando se fabrica el ácido, los protones pasan la barrera y llegan a la luz, pero no les es posible volver a estar en contacto con las células de la mucosa gracias a esta barrera adherente. Bicarbonato Lo secreta el epitelio superficial y ayuda a neutralizar el pH ácido. Cuando el bicarbonato llega a la luz se transforma en CO2 y agua de tal forma que si se analiza el jugo gástrico no podremos encontrar bicarbonato. También se secreta sodio y potasio. 48 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Pepsinógenos Son proenzimas o cimógenos. Cuando son secretados a un pH bajo (<3) se cataliza su transformación en pepsinas. Se distinguen dos tipos de pepsinógenos: PGI. Son 5 isotipos de los cuales el PG3 es el más abundante. Se detecta en sangre y en orina PGII. Son 2 isotipos (PG6 y PG7). Constituyen el 20% del total que hay en el jugo digestivo. Se detecta en sangre y en semen Se secretan sobre todo en las células principales (cimógenas) de forma inactiva y se activan al llegar a la luz. El ácido y la pepsina funcionan de forma coordinada para optimizar la digestión proteica en el estómago. Los principales estimulantes de la secreción de pepsinógeno son: Acetilcolina Gastrina Histamina Secretina La secreción de pepsinógeno es inhibida por la somatostatina. La lipasa gástrica humana es una enzima que digiere triglicéridos de la dieta y hay una enzima (asparagina glicosilada) que protege a esta enzima de la acción proteolítica de la pepsina. Tiene propiedades distintas de la lipasa pancreática (pH óptimo más bajo). Es inhibida por los ácidos biliares y no requiere colipasas para su actividad. Los estimulantes e inhibidores son similares a los del pepsinógeno. Factor intrínseco Se trata de una glicoproteína esencial para la vida y es secretada por las células parietales. En menor grado es secretado por células cimógenas y endocrinas. La función de este factor intrínseco es el de unirse a la cianocobalamina (B12) para permitir su correcta absorción en el íleon. Cuando no hay FI o hay anticuerpos que lo destruyen, se produce una carencia de B12 que produce la anemia perniciosa. 49 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Regulación de la secreción gástrica En ayuno hay una secreción alcalina e isotónica sin componente oxíntico, muy rica en moco. Los estímulos emocionales aumentan la secreción ácida Al comer distinguimos tres fases en relación a la regulación de la secreción gástrica: 1. Fase cefálica. Se produce al entrar en contacto con la comida (el individuo) o pensar en ella. Esta secreción es vagal y se realiza antes de la ingestión. Es una preparación a la llegada del alimento, que activa el núcleo motor dorsal del vago que tiene vías eferentes a la pared del estómago y activa la secreción gracias a neuronas secretomotoras de los plexos parietales. 2. Fase gástrica. El alimento es introducido en la boca, masticado, deglutido y llega al estómago. El alimento que llega al estómago distiende su pared y a través de plexos o reflejos de vía larga, estimula la secreción gástrica. Se forman las pepsinas que digieren las proteínas para dar lugar a aminoácidos y péptidos que son los principales estimulantes de la secreción gástrica. Los carbohidratos y las grasas inhiben la secreción gástrica. El café con independencia de su contenido de cafeína, el té, la leche, y las bebidas blandas, aumentan la secreción gástrica. Las bebidas alcohólicas de alta graduación (whisky, ginebra, coñac…) no estimulan la secreción La capsaicina (extracto de chili, y picantes en general) reduce las secreciones ácidas presumiblemente por estimulación eferente. 50 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 3. Fase intestinal. Al llegar la comida al duodeno en un primer momento se sigue activando la secreción gástrica, pero pasado un periodo transitorio la distensión del intestino, la acidez, la irritación y la presencia de grasas inhiben la secreción de forma potente. Por vía hormonal se inhibe a secreción gástrica gracias a: Secretina GIP CCK VIP Somatostatina Estas sustancias también ralentizan el vaciamiento gástrico. Secreción ácida Las células parietales de las glándulas oxínticas tienen una gran capacidad para secretar protones, lo que consume gran parte de su energía al secretarlos en contra de gradiente. Secretan gran cantidad de protones (3·106 H+/seg) que proceden del CO2 vía anhidrasa carbónica. Los protones son secretados gracias a la H+/K+-ATPasa. En la membrana basolateral el bicarbonato procedente de la hidratación de CO2 se intercambia con cloruro procedente de la sangre. La regulación de la secreción de protones es compleja y no se conoce en todos sus detalles. 51 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La célula parietal secreta hidrógeno procedente de la hidratación del CO 2. El bicarbonato es bombeado a la sangre en intercambio con cloruro, mientras que el protón se bombea a la luz del estómago junto con cloruro procedente de la sangre para dar lugar a HCl en el estómago. Regulación química de la secreción gástrica - Importante La célula oxíntica bombea el protón y el cloruro que se unen dentro de la luz intestinal. Esta célula parietal es activada por la histamina que secretan las células enterocromafines (neuroendocrinas) que activa los receptores H2 de las células parietales. También son activadas por la gastrina por receptores CCK-B. La gastrina actúa fundamentalmente, activando la secreción de histamina de forma directa. La somatostatina que proviene de las células D de las glándulas pilóricas inhibe la formación de histamina (comunicación paracrina y endocrina) y al mismo tiempo inhibe la formación de gastrina, frenando por doble vía la secreción ácida. La colecistoquinina (CCK) de las células I intestinales activa las células D gracias a los receptores CCK-A, y promoviendo al mismo tiempo la secreción de somatostatina, inhibiendo del mismo modo la secreción gástrica. 52 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Activadores sinérgicos Acetilcolina (vagal) Histamina Gastrina Inhibidores Somatostatina Colecistoquinina (CCK) Secretina Los activadores son sinérgicos, es decir, que se da la potenciación mutua de sus efectos, y no únicamente la sumación. Estimulantes La gastrina se produce en las células G y es el estímulo endógeno más potente. Hay varias subespecies de gastrina que proceden de la preprogastrina. El G-17 parece ser el más importante. La secreción de gastrina es estimulada por la presencia de aminoácidos en la luz gástrica, éstos son captados pasivamente por las células G que liberan a cambio gastrina a la sangre, la gastrina sobre todo tiene como diana las células enterocromafines productoras de histamina La histamina ocupa un lugar clave. Procede de las células enterocromafines y activa a las células oxínticas a través de sus receptores H2. La acetilcolina es liberada por neuronas parasimpáticas y actúa por receptores muscarínicos M3 Inhibidores Consisten en un mecanismo feedback que consisten en que cuando el pH es bajo se inhibe la secreción de ácido y viceversa. La somatostatina tiene dos péptidos: S-28 y S-14 (importante). Las células D tienen varios mecanismos de estímulo para secretar somatostatina: pH luminal CCK (actuando sobre CCK-A) Gastrina La secretina y péptidos similares se secretan desde las células S duodenales ante la presencia de acidez en el duodeno. 53 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Úlcera péptica La úlcera péptica puede ser gástrica o duodenal y es muy frecuente. Se asocia sobre todo a daños en la barrera mucosa adherente, por lo que el ácido que salió vuelve para atrás dañando la mucosa y necrotizándola. Esto causa hemorragias y agujeros. La barrera mucosa se puede dañar por varias causas: Ácido acetilsalicilico Bacterias patógenas (H. Pylori) AINES Hipersecreción de gastrina (tumores o aumentos de otro tipo) Se tratan inhibiendo la bomba de protones (omeprazol) o bien bloqueando los receptores histamínicos H2. El Helicobacter Pylori se trata con antibióticos. 54 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 55 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 22. Secreción del páncreas exocrino Introducción El páncreas humano es un órgano retroperitoneal con una longitud de 10 a 20 centímetros y un peso de 70-100 gramos. Consta de tres partes definidas: Cabeza Cuello Cuerpo Cola La mayor parte de su masa es de componente exocrino y vierte al duodeno enzimas digestivas. También tiene otra porción de naturaleza endocrina que trataremos en su sistema adecuado. La secreción exocrina se denomina jugo pancreático por el conducto principal de Wirsung. Termina en la ampolla de Vater en el duodeno la cual se abre en la papila duodenal. En su entrada está rodeado por el esfínter de Oddi. En un grupo pequeño de personas además del conducto pancreático principal tienen el conducto accesorio de Santorini que drena en una porción duodenal cercana a la ampolla de Vater y proximal al estómago. Tiene inervación de dos tipos: Nervios vagos. Terminan en ganglios parasimpáticos suprapancreáticos de los que salen neuronas postsinápticas que secretan: Acetilcolina NO VIP Otros Inervación simpática. Mediante nervios esplácnicos por los plexos hepático y celiaco. 56 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Estructura funcional La unidad funcional del páncreas exocrino es el acino seroso y su conductillo de drenaje. Distinguimos células ductales que tapizan el conducto, células centroacinares y células acinares. Las células ductales secretan el componente acuoso y electrolitos. También parecen contribuir a esta función las células centroacinares. Las células acinares secretan los enzimas digestivos. Entre dos células acinares existen uniones estrechas y uniones tipo GAP para evitar el vertido de enzimas al intersticio lo que provocaría una pancreatitis. Los enzimas se vierten desde sus gránulos de cimógeno a la luz del conducto mediante exocitosis. La secreción exocrina tiene un componente acuoso que contribuye a neutralizar la acidez del ácido gástrico que llega al duodeno desde el estómago por vaciamiento. Cuando llega al duodeno es en parte neutralizado por la secreción pancreática de naturaleza alcalina. El componente enzimático tiene la función digestiva, ya que la mayor parte de la digestión la llevan a cabo las enzimas pancreáticas. El volumen diario de jugo pancreático es de 2’5 L/día y su osmolaridad es independiente del flujo. Este puede aumentar de 0’2-0’3 mL/min en reposo a 4 mL/minuto con estimulación nerviosa. 57 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Componentes acuosos Los principales son sodio, potasio, cloro y bicarbonato. Cuando se estimula con secretina el jugo pancreático tiene un color claro, alcalino e isotónico. La concentración de bicarbonato aumenta mientras que el de cloro disminuye proporcionalmente. La secretina es un potente estimulador del componente acuoso, y algo del enzimático. Lo hace activando a la adenilato ciclasa y por tanto la concentración intracelular de AMPc La acetilcolina aumenta también el componente acuoso aumentando el calcio intracelular. Componente enzimático Contiene proteasas, enzimas amilolíticas, nucleasas y lipasas, también secreta una colipasa e inhibidores de la tripsina en ayuno. 58 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Todos las enzimas se secretan desde la célula acinar en su forma inactiva. Cuando llegan al duodeno, estos péptidos, en particular el tripsinógeno es activado por una enteroquinasa que se localiza en las microvellosidades del enterocito. La tripsina una vez formada autocataliza el tripsinógeno restante y además sirve para catalizar la activación de los demás cimógenos. El inhibidor de la tripsina inactiva la enzima que potencialmente se pudiera verter en la luz del acino para evitar que ésta se active en el páncreas y cause la destrucción del parénquima e inflamación (pancreatitis) Además de estos enzimas se forma en el páncreas el monitor peptal o péptido monitor Funciones de los enzimas Amilasa. Es secretada en la saliva y el páncreas exocrino, sobre todo por este último. Ambas enzimas con independencia de dónde procedan digieren el almidón y el glucógeno de la dieta, y ambas hidrolizan el enlace 1,4 del almidón para dar lugar a la maltotriosa y una dextrina. Los enzimas del borde en cepillo completan la digestión para formar glucosa. Lipasas. El páncreas secreta tres tipos de lipasas: Triglicérido lipasa Fosfolipasa A2 Carboxilesterasa La triglicérido lipasa hidroliza una molécula de triglicérido para dar lugar a dos moléculas de acido graso y a un monoglicérido. Los ácidos biliares y la colipasa son necesarios para que la lipasa actúe sobre las gotas de grasa para acceder a los triglicéridos. 59 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La colipasa forma un compuesto ternario entre la lipasa y los ácidos biliares, lo que ancla la lipasa a la gota de grasa permitiendo su acción digestiva. La fosfolipasa A2 cataliza la hidrólisis del éster del acido graso de fosfatidilcolina. Las carboxilesterasas tienen amplias acciones que incluyen la degradación de los ésteres del colesterol, vitaminas liposolubles, triglicéridos, diglicéridos y monoglicéridos Proteasas. Se secretan inactivas en las células acinares y se dedican a romper proteínas actuando cada una en enlaces determinados. Son endopeptidasas que rompen enlaces internos de la molécula peptídica. La carboxipeptidasa actúa sobre enlaces externos, y la acción conjunta de las proteasa pancreáticas y de la pepsina gástrica completa la digestión de proteínas. Regulación de la secreción El páncreas secreta continuamente con diferencias cuantitativas. Se secreta menos en ayuno y aumenta en periodo postprandial. El patrón del ayuno comienza cuando la porción proximal del intestino (duodeno y yeyuno) queda libre de alimentos. En un individuo que come 3 veces al día el patrón digestivo es continuo desde que desayuna hasta el final del día. En el ayuno la secreción es cíclica y guarda relación con los complejos motores migratorios (CCM) que cada 90-120 minutos producen un pico de secreción (fases II y III). Parece que tiene que ver con la activación de neuronas colinérgicas de los plexos parietales. El patrón digestivo es muy similar al que observábamos en la secreción gástrica. Consta de tres fases: 1. Fase cefálica. Se produce de forma idéntica a la que se daba en el estomago. Aumenta la secreción del componente enzimático. 2. Fase gástrica. La distensión del estomago estimula la digestión pancreática y lo hace por un reflejo vagovagal (aferencias y eferencias vagales). Es especialmente rica en enzimas. 3. Fase intestinal. Es la fase más importante y se produce cuando el contenido gástrico llega al duodeno. Por vía nerviosa vagal y por los propios plexos, y además por vía humoral se activa la secreción pancreática. Esta es la fase en la que mas secreción pancreática se produce. Cuando llega el alimento acido al duodeno se estimula la secreción de secretina por parte de las células S del intestino, la cual estimula las células ductales pancreáticas. 60 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva El otro estimulante es activado especialmente cuando el contenido alimenticio es rico en grasas y algo menos en proteínas es la colecistoquinina (CCK) la cual activa las células acinares provocando un contenido rico en enzimas. Si medimos el flujo pancreático en su componente acuoso, la inyección de CCK estimula en escasa medida el componente acuoso, y la secretina lo hace mucho. Regulación en feedback Es un mecanismo muy importante y recientemente conocido. La secreción enzimática es producida especialmente por la CCK. La secreción de CCK es mediada en parte por dos péptidos: Péptido liberador de CCK (CCK-RP). Se produce en la mucosa del duodeno Péptido monitor. Se produce en el páncreas Cuando estamos en plena digestión (durante la comida o poco después) la tripsina y los demás enzimas están ocupados en digerir alimentos, y dejan más o menos libres los dos péptidos mediadores de CCK, que se mantienen a niveles altos, lo que estimula la secreción de CCK. Cuando está pasando ya la digestión los enzimas digestivos dejan de ocuparse de digerir los alimentos, digiriendo los dos péptidos mediadores e inhibiéndose la secreción de CCK. 61 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Fisiopatología del páncreas Una de las enfermedades pancreáticas más corrientes y destructivas es la pancreatitis asociada a la fibrosis quística. Se caracteriza por el transporte anormal de Cl - en el epitelio (canal CFTR de cloruro anormal) lo que lleva a secreciones espesas y viscosas, lo que tapona los conductos de secreción y causa que las enzimas no se viertan de forma adecuada, lo que genera insuficiencia en la absorción, debido a que la carencia de enzimas empeora la digestión. Además las enzimas proteolíticas se pueden activar en el parénquima del páncreas causando su destrucción, e inflamación (pancreatitis). La pancreatitis en general consiste en la inflamación del páncreas debido en gran parte de ocasiones a la autodigestión llevada a cabo por la activación precoz del vertido enzimático cuando aún están en el páncreas. Las causas etiológicas de la pancreatitis son muy diversas, entre otras la fibrosis quística que mencionábamos, y el alcoholismo. La pancreatitis causa insuficiencia en la digestión especialmente de las grasas, que aparecen en heces (esteatorrea) dándose disminución del contenido de vitaminas liposolubles en el organismo. 62 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 63 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 23. Secreción biliar El hígado Es el órgano y además la glándula más grande del cuerpo (1,5 Kg y el 2% del peso corporal). Es un órgano vital ya que cumple muchas e importantes funciones tanto metabólicas como digestivas y de almacenaje. Su función digestiva principal es la formación de bilis. Su unidad funcional es el lobulillo hepático (50.000-100.000). Su célula más abundante es el hepatocito (80%) pero hay muchas otras células relevantes para su función. Las vías biliares comienzan en los canalículos existentes entre dos hepatocitos. 64 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Las vías biliares extrahepáticas siguen el siguiente recorrido anatómico: Conducto hepático común Conducto cístico Vesícula biliar Conducto biliar común (colédoco) El conducto biliar común o colédoco se une al conducto pancreático para formar la ampolla de Váter. Cuando atraviesan la pared del duodeno las capas de musculo liso se engruesan para formar el esfínter de Oddi el cual suele tener tres partes: 1. Esfínter colédoco 2. Esfínter pancreático 3. Esfínter de la ampolla de váter 65 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Vesícula biliar La vesícula biliar es un órgano sacular con 3 cm de ancho x 7 cm de largo y una capacidad de 30-50 mL. En ella distinguimos 4 porciones: Fundus Cuerpo Infundíbulo Cuello Almacena la bilis y la concentra para ser vertida en el duodeno y solubilizar las grasas Las vías biliares tienen una inervación parasimpática vagal y simpática por el plexo biliar. Tiene una inervación sensitiva procedente del nervio frénico derecho. Bilis Es un líquido amarillo verdoso formado por agua, electrolitos y además tiene ácidos o sales biliares, colesterol, ácidos grasos, fosfatidilcolina, lecitina y pigmentos biliares (que aportan color a la bilis). La composición de cada componente varía según salimos del hígado. La fosfatidilcolina en conjunción con ácidos biliares y colesterol forma micelas, y cuando se altera su proporción precipita para formar cálculos biliares. Su función es la de eliminar productos metabólicos de desecho (colesterol y pigmentos derivados del metabolismo del grupo hemo) y de xenobióticos (sustancias exógenas). 66 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La bilis es muy importante para emulsionar las grasas en el intestino delgado, lo cual es clave para que actúen las enzimas lipasas. La formación de bilis aparte de sus funciones es muy importante para el funcionamiento del propio hígado, porque el flujo de bilis ayuda a la secreción y eliminación de los demás componentes. Formación de bilis Se realiza esencialmente en dos fases: 1. Secreción hepática. Es rica en sales biliares, colesterol y otras sustancias orgánicas 2. Modificación en los conductos. Se añaden elementos como agua, iones, glucosa, aminoácidos, urea… que se extraen del plasma. La secreción de agua y electrolitos es estimulada por secretina y por la inervación vagal. Se formarán diariamente 500 mL de bilis. La formación de bilis depende principalmente de la formación en el hepatocito y de su modificación mientras atraviesa los conductos biliares. La bilis se almacena en la vesícula biliar, ya que cuando no pasa al duodeno debe permanecer en algún sitio. La vesícula biliar tiene una capacidad entre 30-50 mL y si debe dar cabida a todo el volumen que le llega del hígado debe concentrarla (entre 5-20 veces) mediante la reabsorción de agua y electrolitos. Regulación de formación de bilis y vaciamiento de la vesícula Durante el ayuno la bilis pasa del hígado a la vesícula. En ese periodo de ayuno algo de bilis se vacía en el duodeno (20-30%) ese vaciamiento coincide con los complejos motores migratorios (CCM). Cuando llegan las fases II y III se contrae la vesícula y se relaja el esfínter de Oddi para dar lugar a un pequeño vaciamiento. Durante la comida observamos las tres fases clases 1. Fase cefálica. Se vacía la vesícula gracias al estimulo vagal, que también estimula la secreción de bilis rica en agua y bicarbonato (componente acuoso) 2. Fase gástrica. La distensión del estomago con participación del reflejo vagovagal y de la gastrina estimula la formación de bilis y el vaciamiento vesicular. En el vaciamiento siempre debe haber contracción de la vesícula y relajación del esfínter. 67 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 3. Fase intestinal. Los ácidos grasos y aminoácidos estimulan la formación de CCK en el duodeno, la cual por un lado activa aferencias vagales de forma que el potencial asciende y regresa por el vago causando los efectos vagales conocidos. Además la propia CCK causa vaciamiento de la vesícula y estimula la formación de bilis por sí sola. El término colerético significa que aumenta la secreción de bilis. Cuando la comida es abundante y rica en grasas durante todo el periodo digestivo, la vesícula biliar puede estar contraída durante todo el periodo digestivo y el esfínter de Oddi relajado, de forma que la nueva bilis en formación en vez de almacenarse y modificarse en la vesícula llega directamente al duodeno. Pigmentos biliares Proceden del metabolismo de la hemoglobina, de los hematíes ya envejecidos tras 120 días. La hemoglobina se divide en sus componentes que incluyen globina y grupo hemo. El grupo hemo se metaboliza en el hígado para dar lugar a pigmentos biliares que llegan a la sangre formando bilirrubina libre y bilirrubina conjugada. En total son 1-1,5 mg/mL. Cuando la bilirrubina supera los 2 mg/mL se da la ictericia. Ácidos biliares Son muy importantes porque es esta formación la que condiciona en buena parte la función hepática. Estas sustancias se sintetizan a través del colesterol en el hepatocito, constituyendo de todo el peso de la bilis el 50%. En humanos los dos ácidos biliares principales son el ácido cólico y el quenodesoxicólico. En la formación de los ácidos biliares primarios es un proceso muy complejo y multienzimático en el que destacamos la enzima 7α-hidroxilasa del colesterol que frecuentemente se daña siendo un proceso limitante a la eliminación del colesterol. Cuando los ácidos biliares llegan al intestino delgado distal, las bacterias intestinales los transforman en ácidos biliares secundarios que serán: Cólico → Ácido desoxicólico Quenodesoxicólico → Ácido litocólico Los ácidos biliares primarios en el hepatocito se conjugan con aminoácidos, o bien con la glicina o bien con la taurina. 68 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Del mismo modo los ácidos biliares secundarios pasan a la circulación de la sangre retornando al hígado donde son conjugados con glicina o taurina. Así conjugados son mas solubles en agua de tal manera que todos los ácidos biliares sean primarios o secundarios que salgan del hígado son conjugados. Los primarios se forman directamente en el hepatocito. Los secundarios también salen del hígado pero no se han formado en éste directamente sino que han sido modificados por bacterias. Los ácidos biliares que llegan al intestino delgado cumplen su función digestiva y después el 90% se reabsorben en el íleon terminal mediante transporte acoplado a sodio. Pasan a la circulación porta y regresan al hígado (circulación enterohepática de los ácidos biliares). Los ácidos biliares en su recirculación se pierden muy pocos de forma que los hepatocitos no tienen gran necesidad de formar ácidos biliares primarios y el hígado debe añadir una pequeña cantidad cada día. En resumidas cuentas en la circulación enterohepática controla un feedback en su propia síntesis. También controla su transporte de forma que la circulación de bilis y ácidos biliares condiciona el funcionamiento del hígado y la eliminación de los distintos componentes de la bilis. La bilis y en concreto la secreción de ácidos biliares se analiza en el contexto del metabolismo del colesterol de modo que en este contexto se incluye esto como una forma de eliminación de esta sustancia. 69 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Función de los ácidos biliares El movimiento de los ácidos biliares arrastra componentes tóxicos y ayuda a la eliminación de bilis y a eliminar otras sustancias, además juegan un complejo papel en la regulación metabólica del colesterol. Estos ácidos se unen al calcio lo que contribuye a evitar la formación de cálculos biliares. La función más importante es la de emulsionar las grasas para posibilitar su digestión enzimática. Gracias a su naturaleza anfipática pueden formar micelas en el intestino de forma que permiten la digestión de grasas y vitaminas liposolubles. Alteraciones hepáticas Ictericia. Cuando esta aumentada la bilirrubinemia (> 2 mg/dL), bien sea en forma libre o conjugada, y se deposita en los tejidos aportándoles un característico color amarillo. La ictericia es un signo de que los pigmentos biliares están aumentados, o bien por una alteración hepática o que exista una anemia hemolítica que causa la formación de mucho pigmento Colecistectomía. Se puede vivir en buenas condiciones sin vesícula biliar, aunque se deben evitar comidas grasas debido a que si no, existen molestias digestivas. Los individuos afectados suelen tener los conductos biliares dilatados. Colelitiasis. Es la inflamación de las vías biliares que produce dolor y molestia. A menudo se forman cálculos sobre todo en mujeres obesas. El cálculo se suelta enclavándose en el esfínter de Oddi y bloqueándose la bilis y la secreción pancreática produciendo consecuencias. 70 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 71 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 24. Digestión y absorción gastrointestinal (I) Introducción Como ya sabemos el tubo digestivo es la puerta de entrada a los alimentos, vitaminas y líquidos para el organismo. La digestión comienza en la boca, aunque es un proceso de escasa magnitud, sigue en el estómago y sobre todo la mayor parte de la digestión se realiza en el intestino delgado. Una vez realizada se da la absorción. La célula encargada de absorber nutrientes es el enterocito, en el intestino delgado (aunque también se absorben sustancias en más sitios). En condiciones normales solo se expulsa por las heces el 5% de los nutrientes ingeridos, aunque los recién nacidos son menos eficientes. Anatómicamente la absorción depende de la superficie de contacto entre los alimentos y el tubo digestivo, la cual debe ser muy grande. Esta superficie de absorción se amplia de tres formas: Válvulas conniventes Vellosidades intestinales Ribete en cepillo (chapa estriada) 72 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Los factores que controlan la absorción serán: 1. Digestión adecuada de los nutrientes en sus monómeros 2. Superficie de contacto entre la pared del tubo digestivo y el alimento 3. Número total de enterocitos 4. Transportadores presentes en la superficie apical 5. Correcta irrigación vascular y linfática Grasas En nuestra dieta habitual las grasas más abundantes son los triglicéridos (grasas neutras) formadas por glicerol y tres ácidos grasos. Habitualmente ingerimos 120-150 g/día de grasas, aunque en la luz del duodeno encontramos más grasas que las ingeridas, ya que realizamos vertidos biliares ricos en sustancias lipídicas. Una fuente especial de grasas son las vitaminas liposolubles. La ingesta de colesterol es muy variable (200-250 mg/día). Se ha descrito el caso de quien ingería diariamente 25 huevos (5000 mg de colesterol ¿¿¿en sangre???) sin referir ningún problema cardiovascular. Digestión En el adulto se absorben más del 95% de las grasas ingeridas. La digestión comienza ligeramente en la boca gracias a la lipasa lingual (glándulas de Von Ebner) y en el estómago (lipasa gástrica producida en las células cimógenas) La mayor parte de la digestión grasa se produce gracias a la lipasa pancreática en el intestino delgado. La lipasa pancreática a diferencia de las otras dos requiere un cofactor (colipasa). La lipasa pancreática se inhibe en presencia de los ácidos biliares, pero esa inhibición es impedida por la colipasa. La colipasa y los ácidos biliares se unen a las gotículas de grasa para permitir la acción de las lipasas. En el intestino los triglicéridos se rompen por la acción de la lipasa pancreática y normalmente quedan dos ácidos grasos libres y un monoglicérido. La fosfolipasa A2 se secreta en forma de proenzima en el páncreas, se activa en el duodeno y se encarga de digerir los fosfolípidos de la dieta. La esterasa se encarga de digerir ésteres de colesterol y vitaminas liposolubles. 73 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Los productos liberados de la lipolisis junto con los ácidos biliares forman micelas con sus partes hidrófobas internalizadas y sus partes hidrófilas en contacto con el medio acuoso de la luz intestinal. Los ácidos grasos libres y monoglicéridos se pueden disolver para llegar a las microvellosidades absortivas, por lo que las micelas no son esenciales para la asimilación de estas grasas, pero sí lo son para los demás, y para los triglicéridos que no se digieren por completo. Los ácidos grasos de cadena larga que no son absorbidos en el intestino delgado pasan al colon. Una vez en el colon, parte de ellos son degradados por las bacterias del colon, transformándose en ácidos grasos de cadena corta. Parte de estos ácidos grasos son absorbidos, y parte de estos, o bien no modificados o bien no absorbidos, se pierden con las heces. Cuando en las heces se pierde más grasa de lo normal aparece la esteatorrea, típica de la insuficiencia pancreática. Absorción Las grasas se absorben mayoritariamente en la parte proximal del yeyuno (2/3 proximales), la rapidez e intestinal dependen del tipo de grasa y de la mezcla con otros alimentos. En condiciones normales se absorbe el 95% pero en insuficiencia pancreática solo se absorbe el 40-50%. En niños únicamente se absorbe el 10-15%. Los ácidos grasos libres y monoglicéridos contactan con microvellosidades para entrar en el enterocito, bien por difusión facilitada, transportador específico o bien por la acción de una especie de bomba. El colesterol que se absorbe en el yeyuno parece utilizar una proteína transportadora. Se han descrito alteraciones genéticas en estos transportadores asociadas a patologías. 74 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Una vez en el enterocito el 75% de ellos pasaran a la sangre o a la linfa. Algunos retornarán a la luz, y una pequeña parte serán utilizados por el enterocito. Cuando han sido absorbidas estas grasas, si se trata de un ácido graso de cadena corta (<12 carbonos) pasará directamente a la circulación portal. Los ácidos grasos de cadena larga se reesterifican con el monoglicérido para dar lugar de nuevo a triglicéridos; este procesamiento tiene lugar en el REL. Una vez reesterificados los triglicéridos, esteres de colesterol y fosfolípidos se empaquetan junto a lipoproteínas para formar quilomicrones y VLDL (Very Low Density Lipoproteins). Los quilomicrones son mayoritarios tras la digestión, mientras que las VLDP son mayoritarias en ayuno. Los quilomicrones tienen un tamaño relativamente grande y no pueden pasar a la circulación sanguínea directamente, por lo que pasan a la circulación general mediante la linfa desde la cual van al hígado o a la circulación sanguínea general. Un quilomicrón esta mayoritariamente formado de grasas (triglicéridos) en su parte interna, mientras que está tapizado externamente por proteínas. Las lipoproteínas son combinaciones de grasas con apoproteínas y es la forma que tiene el organismo de introducir en la circulación grasas insolubles. Según la densidad de las lipoproteínas tenemos los siguientes tipos: Quilomicrones VLDL IDL VDL. Principal responsable de la ateromatosis (principalmente arterias coronarias y cerebrales HDL. Son las lipoproteínas encargadas de devolver al hígado los lípidos sobrantes, fundamentalmente el colesterol. Son beneficiosas para la salud cardiovascular ya que evitan la ateromatosis. 75 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 76 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 25. Digestión y absorción gastrointestinal (II) Hidratos de carbono Los hidratos de carbono aportan la mayor parte de la energía que consumimos, y la que incorporamos en la dieta habitual va disminuyendo desde el punto de vista energético, aumentando la cantidad proporcional de hidratos de carbono que incluimos en forma de fruta y vegetales. Los principales están en forma de polisacáridos, disacáridos y monosacáridos y la mitad está formada por el almidón. Otra fuente es la leche, la fruta y vegetales o la caña de azúcar En condiciones normales toda la glucosa y galactosa que tomamos habitualmente se absorbe en el intestino, pero en el caso de la fructosa su absorción está limitada tanto en niños como en adultos. El glucógeno de almacenaje animal representa un escaso porcentaje en la dieta y los hidratos de carbono que no tomamos como almidón tienen diversas fuentes como las fibras de los cereales, etc… La celulosa se digiere muy poco o nada y constituye la fibra, que ayuda a regular el tránsito intestinal. Digestión El almidón es un polímero de la glucosa formado por amilosa (cadena principal) y amilopectina (ramificada). En la boca comienza en cierta medida por la ptialina (α-amilasa salivar) la cual se lleva a cabo en un pH básico, por lo que deja de actuar en el medio gástrico. 77 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La principal digestión la realiza la amilasa pancreática y se da en el intestino delgado. Ambas amilasas digieren amilosa pero ignoran los enlaces α-1,6 y los enlaces α-1,4 terminales. Esto da como resultado mayoritario (70%) la formación de maltotriosa (triosa) y maltosa (disacárido) y otros oligosacáridos. El 30% restante lo constituye la dextrina αlimite. La digestión de los oligosacáridos se lleva a cabo por maltasa, sucrasa e isomaltasa para dar lugar a glucosa. Ambas se forman como glicoproteínas en formas inactivas, y se activan al llegar a la luz intestinal. La dextrina α-limite por acción de la isomaltasa da lugar a maltotriosa y a glucosa, por lo que todo el almidón terminara siendo glucosa. La sucrasa da lugar a glucosa y fructosa. Además de estas hay dos disacaridasas en el borde en cepillo que tienen importancia clínica. Estas son la lactasa, y la trealasa. La lactasa puede estar en carencia en muchas personas por lo que no digieren lactosa dando lugar a diarreas, malestar y flatulencia si no es tratada. Absorción Las hexosas como glucosa, galactosa y fructosa se absorben en el intestino delgado mayoritariamente a través del borde en cepillo. Pasan al enterocito usando un cotransportador de sodio (SGLT). En la superficie apical del intestino encontraremos transportadores SGLT1. La glucosa sale por del enterocito a sangre mediante difusión facilitada por el GLUT2 llegando a la circulación porta. El resultado neto es que para cada molécula de glucosa que entra, entran dos moléculas de sodio y les acompañan dos aniones (Cl) lo que arrastra agua, aproximadamente cada bombeo de iones acompaña 1100 moléculas de agua para mantener la osmolaridad del contenido intestinal y de lo absorbido. Este proceso se puede utilizar dando sal y glucosa para facilitar la absorción de agua en ciertas deshidrataciones. La fructosa utiliza un mecanismo de absorción independiente de sodio por difusión facilitada por GLUT5. La insulina apenas afecta a la absorción de glucosa. 78 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Hay dos tipos de transporte en el borde en cepillo. La glucosa y galactosa entra en el enterocito en cotransporte con sodio utilizando ambas el SGLT 1. La fructosa es independiente al sodio y sale y entra mediante GLUT 5. Proteínas Todas las proteínas que se encuentran en el intestino, la mitad de ellas proceden de la dieta. El 25% restante de las proteínas que encontramos en el tubo digestivo proceden de los enzimas digestivos y el resto (25%) de la descamación de los epitelios. De todas las proteínas que encontramos en total se digieren y absorben el 95%. Las proteínas de la dieta son la principal fuente de aminoácidos plasmáticos y aportan el 1015% de la energía total consumida. Las proteínas más importantes son aquellas que contienen aminoácidos esenciales (8), y son vitales para la supervivencia ya que no podemos realizar su síntesis endógena, estos aminoácidos serán enumerados en el tema 27. Algunas proteínas específicas como el factor intrínseco o las inmunoglobulinas suelen ser resistentes a la acción enzimática para garantizar que cumplan su función. 79 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Digestión La mayoría de las proteínas ingeridas terminan siendo aminoácidos de una forma u otra. La digestión de las proteínas comienza en el estómago gracias a las secreciones enzimáticas de pepsina. La actuación de las pepsinas requiere un pH ácido. Cuando avanzan en el intestino delgado y el pH aumenta la acción de las pepsinas queda amortiguada. Hay personas que no secretan ácido o que no secretan pepsinas y no tienen problemas, así queda demostrado que la secreción gástrica no es esencial. En el intestino ocurre la mayor parte de la digestión proteica a tres niveles: Luz. Los polipéptidos que se forman en el estómago gracias a la degradación enzimática son digeridos por enzimas pancreáticas (tripsina, quimiotripsina y elastasas) específicas para enlaces. Esta digestión es la principal. Los oligopéptidos se hidrolizan por las carboxipeptidasas A y B que se encuentran en la luz intestinal. Los aminoácidos liberados se acercan al borde en cepillo. Algunos dipéptidos y tripéptidos entran directamente en el enterocito ya que pasan mejor que los aminoácidos simples. Las proteasas pancreáticas tienen otros efectos como el de separar la vitamina B12 de la proteína R salivar permitiendo su unión al factor intrínseco. Esto será explicado en mayor detalle en el tema siguiente. Borde en cepillo y enterocito. Completan la digestión de las proteínas. Las dipeptidasas y tripeptidasas se encuentran mayoritariamente dentro del citoplasma debido a lo que decíamos acerca de que los dipéptidos y tripéptidos entraban al enterocito con mayor afinidad que los aminoácidos, y una vez dentro, deben ser degradados a aminoácidos. Las oligopeptidasas se encuentran sobre todo en el borde en cepillo para garantizar la conversión de oligopéptidos en aminoácidos o bien en dipéptidos o tripéptidos fácilmente asimilables. Absorción Una vez digeridas las proteínas deben absorberse en forma de aminoácidos. Los aminoácidos como tales utilizan al menos 7 sistemas de transporte para entrar en el enterocito: 5 de ellos en cotransporte con sodio 2 sistemas independientes de sodio 80 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Este mecanismo de incorporación de aminoácidos se encuentra en el borde en cepillo e implica o bien transporte activo o bien difusión facilitada. Hay hormonas que alteran el transporte de aminoácidos como la somatostatina y el VIP que disminuyen la absorción de aminoácidos. El factor de crecimiento epitelial (EGF), la neurotensina, la colecistoquinina (CCK) y la secretina aumentan la absorción de aminoácidos. La forma más eficaz de entrada, por encima de en forma de aminoácidos, es en forma de dipéptidos y tripéptidos, la cual se lleva a cabo por el transportador de péptidos T1 (PepT1). Este transportador utiliza un cotransporte dependiente de protones. El transportador se encuentra en todo el intestino delgado. Los ácidos nucleicos son degradados en nucleótidos en el intestino por las nucleasas pancreáticas. Los nucleótidos se degradan en nucleósido y fósforo por acción de enzimas del borde en cepillo. Los nucleósidos forman azúcares y bases púricas y pirimidínicas, las cuales son absorbidas mediante transporte activo. La salida por la membrana basolateral en dirección a la circulación porta opera por transporte activo y difusión pasiva. Durante el ayuno existen mecanismos que extraen aminoácidos de la circulación porta, para que sean utilizados en el metabolismo del enterocito. De todos los aminoácidos la glutamina es única ya que es la principal fuente de energía de los enterocitos, dando lugar a amonio por lo que el transporte de la glutamina es muy relevante. 81 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 82 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 26. Digestión y absorción gastrointestinal (III) Introducción En el tubo digestivo también se absorben y secretan agua y electrolitos. En algunas partes predomina la absorción y en otras la secreción dependiendo de las necesidades del organismo y de la osmolaridad del intestino. El tubo digestivo tiene una gran superficie y una gran cantidad de adaptar la absorción y secreción a las necesidades del organismo. Un hecho esencial de la mucosa intestinal es la presencia de tight junctions que constituyen una barrera selectiva, de tal manera que el paso de agua y otras sustancias va a ser selectivo. Si no existiera esta barrera podría darse el paso al medio interno de sustancias toxicas que dañaran al organismo. En la parte de las vellosidades predomina la absorción a la secreción, y en las glándulas se da el caso contrario. Hay sustancias que favorecen la secreción y son los secretagogos. Hay sustancias que favorecen la absorción y son los proabsortivos. Desde el punto de vista global es importante conocer la predominancia de uno u otro proceso. 83 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Transporte de agua Es un elemento esencial para la vida. En todos los procesos metabólicos y las funciones celulares se requiere agua. En gran parte la absorción o secreción de agua suele ser un proceso pasivo dependiente del gradiente osmótico. Acompaña normalmente al sodio y en sentido más amplio a la sal (NaCl). Existen proteínas (aquaporinas) que permiten la absorción de agua, y otros transportadores específicos de otras moléculas (SGLT por ejemplo) que arrastran agua. En un adulto de mediana edad se suelen ingerir 2000 mL diarios, pero ésta no es toda el agua que se encuentra en el tubo digestivo, ya que se secretan otros 7000 mL procedentes de distintas glándulas: En total todos los días pasan por el tubo digestivo unos 9 L de los cuales se absorbe el 98%, y el restante se elimina con las heces (200 mL). Aparte de atender las necesidades del organismo es preciso atender la osmolaridad del contenido intestinal. Transporte de electrolitos Los electrolitos utilizan tres mecanismos bien para su absorción o para su secreción: Bomba iónica. Son esenciales para establecer gradientes electroquímicos ya que se propulsan iones en contra de gradiente con gasto de energía. Después los iones se mueven a favor de gradiente. Canales selectivos. Específicos de cada canal (como el CFTR, canal de cloruro) Proteínas transportadoras. Facilitan el transporte de nutrientes e iones por las membranas. 84 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva El sodio es el principal ion que determina la osmolaridad de los líquidos extracelulares. Sirve para absorber glucosa, aminoácidos, sales biliares, etc… Utiliza tres maneras: Absorción no acoplada a nutrientes. Mediada por un intercambiador sodiohidrógeno 1:1. Entra un sodio y sale un hidrogeno por lo que es electroneutro. Es la principal vía de entrada de sodio al intestino. En el intestino delgado y grueso hay dos: el NHE2 y el NHE3. Absorción acoplada a nutrientes. La absorción de aminoácidos y hexosas permiten la absorción de sodio mediante cotransporte. Absorción electrogénica. Utiliza un canal selectivo de sodio y comporta cambio eléctrico. La concentración de canales es dependiente de aldosterona. El cloro se absorbe mayoritariamente de forma pasiva siguiendo al sodio, aunque también puede intercambiarse por bicarbonato Secreción de aniones Los importantes son el cloro y el bicarbonato. La secreción de agua y electrolitos implica la secreción de Cl- o HCO3-. Se sabe muy poco sobre los mecanismos de secreción del bicarbonato y es uno de los principales iones perdidos en la diarrea. Con respecto al potasio (K+) la mayoría se absorbe pasivamente en el intestino delgado aunque también se transporta activamente regulado por la aldosterona. Cuando se ve alterado el transporte intestinal, se produce una patología. *Cólera* El bacilo del cólera produce una toxina que altera las secreciones digestivas con enormes diarreas que producen deshidratación y muerte en ambientes con muy poca higiene. El efecto de esta toxina es el de inhibir la actividad GTPasa en la vía de una proteína G, lo que activa indefinidamente a la adenilato ciclasa aumentando los niveles de AMPc intracelulares. Además de aumentar la secreción de Cl- se reduce el transporte de Na+ (NHE) y por tanto se retiene NaCl y agua en el intestino lo que lleva a la diarrea. Administrando sal y glucosa se pueden contrarrestar los efectos del cólera; los cereales que contengan hidratos de carbono también son útiles como tratamiento compensatorio. 85 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Vitaminas solubles El ácido ascórbico (vitamina C) es una vitamina no sintetizable por humanos. Aparece en frutas frescas, hígado crudo, leche, carne fresca… El cocinado destruye la vitamina C y se puede conservar algo si se cocina poco. El almacenamiento prolongado también reduce el contenido. Se recomienda tomar 40 mg/día ya que se absorbe la gran mayoría. Se absorbe por transporte activo dependiente de sodio. El ácido fólico (vitamina B9) se encuentra en los folatos de la dieta. El cocinado también la destruye y se recomienda tomar al menos 200 mg/día y en las embarazadas el doble para evitar la patología de la espina bífida que provoca el cierre inadecuado del canal neural. El ácido fólico entra en el enterocito por un transportador específico dependiente de sodio. La vitamina B12 (cianocobalamina) es particularmente importante. Se encuentra prácticamente toda en los alimentos de origen animal. Se suelen ingerir entre 10-20 μg diarios de los cuales son necesarios el 10% (1-2 μg necesarios) Hay tres proteínas relacionadas con la absorción de cianocobalamina: Proteína R salivar Factor intrínseco gástrico Transcobalamina II Cada proteína R salivar une 3 cobalaminas con gran afinidad dentro del estómago. Al estar en un medio ácido el factor intrínseco tiene poca afinidad. Al llegar al duodeno la proteína R se hidroliza por las enzimas pancreáticas y las cobalaminas se unen al factor intrínseco. De esta manera el complejo FI-B12 se absorbe en la parte terminal del íleon uniéndose a receptores específicos (300-400 receptores/enterocito). En una mujer embarazada se duplica el número de receptores. El complejo FI-B12 al unirse al receptor entra al enterocito. No se conoce bien el destino del factor intrínseco, pero la B12 sale a la sangre donde se une a la transcobalamina II que determinara también la cantidad de vitamina que se absorbe por mecanismos poco conocidos. Un trastorno en la absorción de esta proteína puede deberse a fallos en alguna de estas tres proteínas, o bien de los transportadores del íleon. 86 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Es una vitamina esencial para la vida que actúa como coenzima del metabolismo de aminoácidos y en la maduración del núcleo de los eritrocitos, por eso el defecto de esta vitamina produce anemia perniciosa. Vitaminas liposolubles La vitamina A (retinol) es muy importante para la visión ya que interviene en la formación de los pigmentos visuales. También es importante en el desarrollo fetal, y una carencia de ella provoca malformaciones fetales. Entra al enterocito por difusión pasiva y sale en su mayor parte formando parte de los quilomicrones. Estas vitaminas liposolubles requerirán para su absorción la presencia de ácidos biliares y una adecuada digestión de las grasas. La vitamina D (calciferol) tiene propiedades antirraquíticas. Dos tienen importancia nutritiva, la D2 (ergocalciferol) y sobre todo la D3 (colecalciferol). En la dieta la más importante es la D3, pero la mayoría de estas vitaminas se sintetizan por la incidencia de radiación solar sobre la piel, por lo que no es necesaria para la vida si se toma el sol. Se absorbe por difusión pasiva, en este caso las sales biliares no son necesarias, aunque si influye el pH. Circula mediante quilomicrones. 87 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Con respecto a la vitamina E (tocoferol) No se conoce su función en seres humanos. Hay varios grupos de tocoferoles y el más potente es el α-tocoferol. Se conocen varias enfermedades que cursan con déficit en esta vitamina, aunque no hay ninguna enfermedad específica que sea causada por carencias en ella. Se absorbe pasivamente por la mucosa intestinal, es hidrolizada por esterasas pancreáticas y pasa a los linfáticos. La vitamina K (fitomenadiona) se utiliza en el hígado para la formación de varios factores de coagulación. Se encuentra en dos formas K1 (fitomenadiona) y K2 (menaquinonas) La K1 es la principal forma de nuestra dieta y se encuentra en legumbres y en el hígado. La K2 es producida por las bacterias del colon y aunque esta se puede absorber, es innecesaria. 88 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva 89 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tema 27. Alimentación. Nutrición y obesidad Introducción Los alimentos son sustancias naturales o transformadas que al ingerirse aportan al organismo materiales asimilables, es decir, sustancias que tomamos que el organismo puede utilizar para obtener energía. La estabilidad del peso y composición del organismo requiere un equilibrio entre la cantidad de energía que tomamos y la que gastamos. Cuando ingerimos más de lo que gastamos, se aumenta el peso, especialmente a expensas del contenido de grasa, asimismo también puede ocurrir el caso contrario. No todos los alimentos aportan la misma cantidad de energía: 1 gramo de hidratos de carbono → 4,1 KCal 1 gramo de grasas → 9,3 KCal 1 gramo de proteínas → 4,3 KCal La alimentación debe estar equilibrada y debe contener los principios que necesitamos para vivir adecuadamente. En una dieta en los EEUU habitualmente un 15% de la energía la aportan las proteínas, un 45% los hidratos de carbono y un 40% las grasas. Alimentación y nutrición La alimentación y la nutrición son términos diferentes: Alimentación. Conjunto de actos voluntarios y conscientes que van dirigidos a la elección, preparación e ingesta de los alimentos. Es un fenómeno muy relacionado con el medio sociocultural y familiar y depende en gran parte de los hábitos dietéticos y estilos de vida. La alimentación es multifactorial y consciente. Una buena alimentación proporciona el combustible para que el organismo desempeñe adecuadamente en las diferentes circunstancias. En adultos sedentarios se deben consumir unas 2000 KCal/día pero puede aumentar hasta 7000 KCal/día si se realiza alta actividad. Como la alimentación es voluntaria y consciente, la población debe estar informada de los requerimientos alimenticios para no caer en desequilibrios. Cada vez el nivel de exigencia de la población acerca de las condiciones y el tipo de alimentos es mayor, lo cual es muy importante en materia de sanidad pública. 90 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Nutrición. Así como hay muchas maneras de alimentarse, solo hay una de nutrirse, y es involuntaria. La nutrición empieza cuando los alimentos llegan al tubo digestivo. La nutrición es monótona (sigue el camino marcado) y única, por lo que en condiciones de salud será siempre igual. En esencia la fisiología digestiva estudia únicamente la nutrición ya que su materia es la digestión, absorción, entrada en las células, etc… El objetivo de la alimentación y de la nutrición es aportar las sustancias para garantizar el metabolismo celular. Hay enfermedades cuyos síntomas pueden sanar con una alimentación adecuada. Una nutrición adecuada cubre varios aspectos: 1. Aporte energético suficiente a través de nutrientes energéticos (hidratos de carbono y grasas, proteínas en menor medida). 2. Aporta micronutrientes no-energéticos (vitaminas y minerales) que son necesarios como cofactores de reacciones metabólicas, y para el esqueleto óseo. 3. Hidratación adecuada mediante la ingesta de líquido, especialmente agua. 4. Ingesta suficiente de fibra dietética, la cual facilita el tránsito intestinal y favorece la saciedad. 91 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Necesidades nutricionales Requerimientos Energéticas. Sobre todo se ven cubiertas por hidratos de carbono y grasas. Estructural. Proteínas y algunos lípidos, como el colesterol y los fosfolípidos de membrana. Algunas sales minerales también forman parte del esqueleto óseo (fosforo y calcio). Funcionales y reguladoras. Son vitaminas y sales minerales. Conceptos de nutrición Metabolismo basal. Consiste en el consumo energético a temperatura ambiental (21-23º C) y reposo absoluto. Varía con la edad, tamaño corporal, etc… Aminoácidos esenciales. Es un grupo de 8 aminoácidos que no son posibles de sintetizar de forma endógena, y por ello se deben ingerir con los alimentos: Leucina (Leu) Fenilalanina (Phe) Isoleucina (Ile) Treonina (Thr) Lisina (Lys) Triptófano (Trp) Metionina (Met) Valina (Val) Vitaminas. Se encuentran en alimentos frescos, a ser posible crudos o poco cocinados. El hecho de que no sean frescos. Los alimentos se clasifican en 7 grupos: 1. Leche y lácteos 2. Carnes, pescados y huevos 3. Legumbres, tubérculos y derivados 4. Hortalizas y verduras 5. Frutas y derivados 6. Cereales, pastas y azúcar 7. Grasas y aceites 92 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La dieta alimentaria es la cantidad y tipo de alimentos que una persona consume diariamente. Una dieta alimentaria equilibrada debe ser: Diversa. Realizar varias comidas al día (desayuno, comida y cena, aunque es preferible que haya incluso más). Tomar entre un 10-15% de alimentos proteicos y aportar los suficientes nutrientes energéticos Consumir alimentos frescos y ricos en fibra. Evitar alimentos precocinados y refinados. Consumir cereales integrales, que conservan vitaminas y sales minerales. Incluir grasas insaturadas, y además reducir el consumo de grasas saturadas y colesterol (aunque también son necesarias). La desnutrición se produce cuando la cantidad de alimentos ingerida es insuficiente para satisfacer las necesidades nutricionales. Por ejemplo el marasmo (falta de alimentos, en términos generales) y el Kwashiorkor (ausencia en el aporte de proteínas únicamente). Las zonas más endémicas están en África. Las enfermedades carenciales son aquellas en las que a la dieta alimenticia le faltan uno o más micronutrientes. Las más frecuentes son 3: Anemia: Ausencia de suficiente hierro o vitamina B12 que causa el inadecuado transporte de oxigeno a los tejidos por ausencia de eritrocitos o baja concentración de hemoglobina. Hipovitaminosis. Alimentación inadecuada y desequilibrada. Bocio. Aumento de la tiroides por ausencia de yodo, lo que crea un bulto en la garganta. Se soluciona con la sal marina yodada. Obesidad Es un problema sanitario de primer orden. Se estima que en el mundo encontramos distribuidas de forma desigual más de 2,5 millones de personas con problemas causados por la obesidad. En EEUU, el 33% de los adultos son obesos, y gastan en asuntos sanitarios 50.000 millones de dólares/año para tratar la obesidad y problemas derivados. 93 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva La obesidad se mide en exceso de tejido adiposo, aunque no existe una definición exacta de este problema al no aceptar ciertos términos. La cantidad de grasa depende del sexo, edad, distribución de la grasa… Los procedimientos que tenemos para medirla no son precisos y los aparatos más sofisticados no siempre están al alcance del médico. Hay ciertas medidas que nos indican si la persona es obesa o no: Índice de masa corporal (IMC). Se estableció en el siglo XIX y se obtiene mediante esta fórmula: Se correlaciona de forma no lineal con el porcentaje de grasa. Es orientativo e impreciso: Circunferencia de la cintura. Debe ser medida en el sitio adecuado Índice cintura-cadera Una buena forma de determinar la obesidad es el porcentaje de grasa: Hombres: Grasa > 25% del peso corporal Mujeres: Grasa > 35% del peso corporal Etiología Se divide en dos grandes apartados: Ingesta mayor que el gasto. Se come más de lo que se “quema” y el exceso se almacena en forma de grasa. Hay obesidad cuando crónicamente comemos más de lo que gastamos. Ese exceso de peso se almacena en grasa. Si consumimos 10-15 KCal al día más de lo que gastamos, la grasa que se almacena en el cuerpo aumenta ≈ 0,5 Kg en el transcurso de un año. 94 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Se debe equilibrar el consumo y el gasto energético, y este control es muy importante que se realice desde el comienzo de la vida, incluso desde la vida uterina, entendiéndose como el cuidado de la alimentación de la madre. Si un obeso se pone a dieta, le va a costar un sacrificio enorme, ya que en los obesos la comida causa una especie de “adicción”, por ello es importante que la alimentación se cuide desde la juventud. Disminución de la actividad física y/o alimentación anormal. Una causa muy frecuente de obesidad es la vida sedentaria. Curiosamente cuando se está en casa, el estado de ansiedad consciente o no, siempre se come más de lo pensado. También existen enfermedades neurológicas o endocrinas con mucho apetito o regulación metabólica anormal Los factores genéticos son una causa multifactorial y no son la causa etiológica pero tienen gran relación. Los principales riesgos de la obesidad, la cual forma parte del llamado síndrome metabólico, presentan predisposición a padecer: Enfermedades cardiovasculares, resaltando la coronaria que es mortal y causa 1/4 de los fallecimientos en adultos Hipertensión arterial, relacionada con la anterior. Un tratamiento común a los hipertensos es bajar de peso lo que demuestra la correlación entre obesidad e hipertensión Diabetes tipo II. En este tipo de diabetes, los tejidos son resistentes a la insulina y los afectados deben seguir dieta estricta para mejorar. Apnea del sueño. Personas que roncan mucho y de vez en cuando se despiertan despavoridos porque se ahogan. En parte son personas que duermen en decúbito supino y la lengua cae para atrás, pero hay otros muchos casos relacionados con la obesidad Accidentes cerebrovasculares agudos Otros 95 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología digestiva Tratamiento Requiere un compromiso de larga duración por parte del paciente, con la ayuda del personal sanitario. Debe tratársele en función de si padece otras enfermedades. Acoplar la dieta Aumentar el gasto energético (actividad física) Medicación Cirugía bariátrica (en obesidad mórbida). Se refiere a cualquier tipo de cirugía destinada a bajar el peso del paciente Otros trastornos Inanición. Es opuesta a la obesidad y se caracteriza por una extremada pérdida de peso. Puede deberse o bien a la dificultad para obtener alimentos, a la falta de deseo por comer, o bien a enfermedades malignas. Anorexia. Disminuye la ingesta de alimentos debido a la disminución del apetito por enfermedades malignas. Cabe resaltar dentro de este trastorno a la anorexia nerviosa Anorexia nerviosa. Es un estado en el que la persona pierde el deseo de comer causando inanición grave. Caquexia. Se trata de la disminución de peso debido al aumento del gasto energético que lleva a una pérdida de peso mayor que la causada por la simple disminución en la ingesta de alimentos. Ambos trastornos suelen ir asociados Hambruna. No hay disponibilidad de alimentos. Lo primero que cae en los depósitos del organismo son los hidratos de carbono que se pierden en menos de una semana. Las grasas duran algunas semanas, y luego comienzan a perderse los componentes estructurales (proteínas). 96 Alberto Gómez Esteban
